CN105302178A

CN105302178A - 一种用于温度调节的装置

Info

Publication number: CN105302178A
Application number: CN201410366058.8A
Authority: CN
Inventors: 富强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-02-03

Abstract

一种用于温度调节的装置属于温度调节技术领域，尤其涉及一种用于温度调节的装置。本发明提供一种输出电压稳定，波动小用于温度调节的装置。本发明包括PC机、多通道A/D转换部分、主PWM调节部分、第一运算放大部分、第一功率开关管、第一精密放大部分、第一模拟开关、第一热丝、从PWM调节部分、第二运算放大部分、第二功率开关管、第二精密放大部分、第二模拟开关、第二热丝，其结构要点多通道A/D转换部分别与PC机、主PWM调节部分、第一精密放大部分、第二精密放大部分、从PWM调节部分相连，主PWM调节部分、第一运算放大部分、第一功率开关管、第一热丝、第一模拟开关、第一精密放大部分依次相连。

Description

一种用于温度调节的装置

技术领域

本发明属于温度调节技术领域，尤其涉及一种用于温度调节的装置。

背景技术

温度控制是当目标温度变化时（变更设定值、投入电源时的起动）、控制的温度可以忠实地跟踪。现实中，由于控制对象、温度检测部分、操作部分等有时间延迟，所以，控制部分对延迟返回的温度进行补正动作。因此，产生“上冲”，“下冲”现象。

目前炉渣性能分析仪大都采用的单通道加热的控温模式，单点加热容易造成整体炉温的受热不均匀，不利于炉温的恒定控制。采用PWM双通道加热的模式，可使炉温的温度更加的均匀，同时采用双通道还具有升温快，温度控制范围快等优点。系统还采用了改进的PID控制算法，PID控制中一个关键的问题是PID参数的设定，传统的方法在温度控制过程中有其自身的缺陷和不足，难以达到理想的控制效果，采用改进的PID控制算法可以有效的消除静态误差，提高控制精度节的装置。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种输出电压稳定，波动小的用于温度调节的装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括PC机、多通道A/D转换部分、主PWM调节部分、第一运算放大部分、第一功率开关管、第一精密放大部分、第一模拟开关、第一热丝、从PWM调节部分、第二运算放大部分、第二功率开关管、第二精密放大部分、第二模拟开关、第二热丝，其结构要点多通道A/D转换部分别与PC机、主PWM调节部分、第一精密放大部分、第二精密放大部分、从PWM调节部分相连，主PWM调节部分、第一运算放大部分、第一功率开关管、第一热丝、第一模拟开关、第一精密放大部分依次相连；从PWM调节部分、第二运算放大部分、第二功率开关管、第二热丝、第二模拟开关、第二精密放大部分依次相连。

作为一种优选方案，本发明所述主PWM调节部分和从PWM调节部分采用SG3525芯片，利用PWM脉宽调制方波对第一热丝、第二热丝进行加热，在脉宽调制低电平时，由第一运算放大器、第二运算放大器放大第一热丝、第二热丝热电势；通过多通道AD转部分，将放大的热电势信号送入PC机中，并利用变积分PID算法计算出偏差量大小。

作为另一种优选方案，本发明所述PWM脉宽调制根据PC机输出的控制量调整输出占空比，在PWM调制波形控制下通过功率开关管对第一热丝、第二热丝进行加热，进行温度时分闭环控制。

本发明有益效果。

本发明采用PWM双通道加热的控温模式和变速积分的PID控制算法相结合的方法，有效地提高了温度控制的精度。实验测试结果表明，渣性能分析仪的温度控制系统升温快，炉温受热均匀，输出电压稳定，波动小，双通道快速较正同步，同步输出效果好，实现了炉渣性能分析仪的温度高精度控制。

附图说明

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明PWM调节部分结构示意图。

图2是本发明PID控制算法结构框图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括PC机、多通道A/D转换部分、主PWM调节部分、第一运算放大部分、第一功率开关管、第一精密放大部分、第一模拟开关、第一热丝、从PWM调节部分、第二运算放大部分、第二功率开关管、第二精密放大部分、第二模拟开关、第二热丝，其结构要点多通道A/D转换部分别与PC机、主PWM调节部分、第一精密放大部分、第二精密放大部分、从PWM调节部分相连，主PWM调节部分、第一运算放大部分、第一功率开关管、第一热丝、第一模拟开关、第一精密放大部分依次相连；从PWM调节部分、第二运算放大部分、第二功率开关管、第二热丝、第二模拟开关、第二精密放大部分依次相连。

所述主PWM调节部分和从PWM调节部分采用SG3525芯片，利用PWM脉宽调制方波对第一热丝、第二热丝进行加热，在脉宽调制低电平时，由第一运算放大器、第二运算放大器放大第一热丝、第二热丝热电势；通过多通道AD转部分，将放大的热电势信号送入PC机中，并利用变积分PID算法计算出偏差量大小。

所述PWM脉宽调制根据PC机输出的控制量调整输出占空比，在PWM调制波形控制下通过功率开关管对第一热丝、第二热丝进行加热，进行温度时分闭环控制。

温度控制系统通过热丝把炉子温度信号即双通道的输出信号采集过来，送入PC机中通过PID算法处理，可以更加清楚得到内部的变化信息。检测数据的精度以及可信性主要受检测过程中误差的影响：如由随机干扰所引起的随机误差的影响，以及电源自身纹波干扰，因此，在数据处理过程中，应当充分利用误差的性质和特征，正确处理测得数据，减小或消除误差的影响，不仅可以提高记录数据的精度，而且可以提高偏差值的精度，从而保证检测质量和温度控制效果。

SG3525是一个双通道输出的PWM脉宽调制器，两个通道输出相移90℃，利用PWM脉宽调制方波对双铂铑热电偶（热丝）进行加热，在脉宽调制低电平时，由高精密运算放大器放大铂铑热电势；通过多通道AD转换器，将放大的热电势信号送入PC机中，并利用变积分PID算法计算出偏差量（电压）大小；PWM脉宽调制器根据PC机输出的控制量调整输出占空比，在PWM调制波形控制下通过功率开关管对热丝进行加热，从而实现了温度时分闭环控制。

双通道：每个通道是由完全独立的电路组成，两个通道相互独立，互不影响，并且可以手动调节加热炉中热丝的距离。这样不但可以实现计算机对两根热丝进行同时或单独加热与控温，还能够提高的升温速度和保证恒温控制的稳定性，减小测温误差。

软启动：软启动功能的实现主要由SG3525内部的晶体管和8脚外接电容及锁存器来实现的。采用软起动方式，主要可使系统主回路及功率场效应管承受过大的冲击浪涌电流。

关断操作：由于补偿和软启动引脚都有上拉电流源，当有下拉信号时，最大只需吸收。100uA的电流就可以关断输出。可以通过10脚来关断电路输出，10脚上的信号为高电平时可以实现两个功能：PWM锁存器立即动作，同时软启动电容开始放电。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims

1.一种用于温度调节的装置，包括PC机、多通道A/D转换部分、主PWM调节部分、第一运算放大部分、第一功率开关管、第一精密放大部分、第一模拟开关、第一热丝、从PWM调节部分、第二运算放大部分、第二功率开关管、第二精密放大部分、第二模拟开关、第二热丝，其特征在于多通道A/D转换部分别与PC机、主PWM调节部分、第一精密放大部分、第二精密放大部分、从PWM调节部分相连，主PWM调节部分、第一运算放大部分、第一功率开关管、第一热丝、第一模拟开关、第一精密放大部分依次相连；从PWM调节部分、第二运算放大部分、第二功率开关管、第二热丝、第二模拟开关、第二精密放大部分依次相连。

2.根据权利要求1所述一种用于温度调节的装置，其特征在于所述主PWM调节部分和从PWM调节部分采用SG3525芯片，利用PWM脉宽调制方波对第一热丝、第二热丝进行加热，在脉宽调制低电平时，由第一运算放大器、第二运算放大器放大第一热丝、第二热丝热电势；通过多通道AD转部分，将放大的热电势信号送入PC机中，并利用变积分PID算法计算出偏差量大小。

3.根据权利要求2所述一种用于温度调节的装置，其特征在于所述PWM脉宽调制根据PC机输出的控制量调整输出占空比，在PWM调制波形控制下通过功率开关管对第一热丝、第二热丝进行加热，进行温度时分闭环控制。