CN203232277U - 基于微处理器的高精度温度发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于微处理器的高精度温度发生器，包括液晶显示器、键盘、报警器、微处理器、调节电路、电阻炉丝、温度传感器、前端调理电路和A/D转换器，所述微处理器的控制信号输出端分别与所述调节电路的控制信号输入端、所述液晶显示器的控制信号输入端和所述报警器的控制信号输入端连接，所述键盘的控制信号输出端与所述微处理器的控制信号输入端连接，所述调节电路与所述电阻炉丝电性连接，本实用新型基于微处理器的高精度温度发生器，以微处理器为核心，对温度信号进行检测并从硬件和软件两方面进行误差校正及补偿，在一定的温度范围内使得温度发生器拥有很高的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种温度发生器，尤其涉及一种基于微处理器的高精度温度发生器。
背景技术
温度是工业生产中重要的参数之一，而温度测控在冶金、石油、化工、机械制造、电子、国防以及国民经济其它部门都有十分重要的意义。
目前使用的高精度恒温控制电欺经常使用的是PID控制电路方式.控制低一些精度的住住是采用两位或三位控制电路方式。PID控制电路，由于积分规律的特点，如果有一个外来干扰信号，输出将停留在新的位置而不回复原原位，即PID电路的抗于扰能力有不足之处，而且电路本身，也有互相于扰的问题，这些间趣的存在，使得PID电路达到很高时控制精度较为困难，为克服这些困难，就需使用比较复杂而成本较高的电路。同时，PID电路的参数调节不是随机的，如果要使控温范围很大精度又高，就非常困难.虽然为了使PID电路调节随机化.可以使用微机，但这样就使PID控制的成本大大提高。采用两位或三位式调节，虽然电路较为简单，成本较低，但要达到高精度控制比较困难。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单、操作方便、高精度控制的基于微处理器的高精度温度发生器。
为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种基于微处理器的高精度温度发生器，包括液晶显示器、键盘和报警器，还包括微处理器、调节电路、电阻炉丝、温度传感器、前端调理电路和A/D转换器，所述微处理器的控制信号输出端分别与所述调节电路的控制信号输入端、所述液晶显示器的信号输入端和所述报警器的控制信号输入端连接，所述键盘的信号输出端与所述微处理器的信号输入端连接，所述调节电路与所述电阻炉丝电性连接，所述温度传感器的信号输出端与所述前端调理电路的信号输入端连接，所述前端调理电路的信号输出端与所述A/D转换器的信号输入端连接，所述A/D转换器的信号输出端与所述微处理器的信号输入端连接。
具体地，所述调节电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、固态继电器、光电耦合器和第一三极管，所述第四电阻的第一端与所述光电耦合器的第一端连接，所述光电耦合器的第三端分别与所述第三电阻的第一端和所述第一三极管的集电极连接，所述光电耦合器的第四端分别与所 述第五电阻的第一端和所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第五电阻的第二端、所述第二电阻的第二端和所述固态继电器的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述固态继电器的第一端连接，所述固态继电器的第三端与所述电阻炉丝的第二端连接，所述固态继电器的第四端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端与电源的第一端连接，所述电源的第二端与所述电阻炉丝的第一端连接。
具体地，所述光电耦合器包括第二三极管和二极管。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型基于微处理器的高精度温度发生器，以微处理器为核心，对温度信号进行检测并从硬件和软件两方面进行误差校正及补偿，在一定的温度范围内使得温度发生器拥有很高的精度。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构框图；
图2是本实用新型的调节电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型基于微处理器的高精度温度发生器，包括液晶显示器、键盘和报警器，还包括微处理器、调节电路、电阻炉丝、温度传感器、前端调理电路和A/D转换器，所述微处理器的控制信号输出端分别与所述调节电路的控制信号输入端、所述液晶显示器的信号输入端和所述报警器的控制信号输入端连接，所述键盘的信号输出端与所述微处理器的信号输入端连接，所述调节电路与所述电阻炉丝电性连接，所述温度传感器的信号输出端与所述前端调理电路的信号输入端连接，所述前端调理电路的信号输出端与所述A/D转换器的信号输入端连接，所述A/D转换器的信号输出端与所述微处理器的信号输入端连接。
如图2所示，调节电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、固态继电器、光电耦合器和第一三极管VT1，第四电阻R4的第一端与光电耦合器的第一端连接，光电耦合器的第三端分别与第三电阻R3的第一端和第一三极管VT1的集电极连接，光电耦合器的第四端分别与第五电阻R5的第一端和第一三极管VT1的基极连接，第一三极管VT1的发射极分别与第五电阻R5的第二端、第二电阻R2的第二端和固态继电器的第二端连接，第二电阻R2的第一端与固态继电器的第一端连接，固态继电器的第三端与电阻炉丝的第二 端连接，固态继电器的第四端与第一电阻R1的第二端连接，第一电阻R1的第一端与电源的第一端连接，电源的第二端与电阻炉丝的第一端连接。
光电耦合器包括第二三极管VT2和二极管D。
使用本实用新型一种基于微处理器的高精度温度发生器的工作原理如下：
A/D转换器为24位串行数据接口的A/D转换器芯片AD7714，温度传感器则是用A级精度的铅热电阻Pt100；以ARM7LPC2104为核心控制芯片，同时采用积分分离PID算法和最优参数整定方法以达到提高控温精度的目的；通过ARM7LPC2104芯片的内部PWM口控制固态继电器的导通时间，从而可以控制电阻炉丝的平均输入功率，实现对温度腔内气体的温度调节。
温度发生器利用了ARM7LPC2104内部的PWM输出功能，通过采集得到的温度数据与人为设定的温度值进行比较，并采用积分分离PID算法和最优参数整定方法将得到的温度偏差值作为调整PWM输出脉宽的基准，从而利用PWM口的输出脉宽大小去控制固态继电器SSR开通时间的长短，以达到调节温度发生器内气体温度的目的；PWM的输出要经过光电隔离以避免外界电磁干扰，于是采用4N30光偶。但是PWM的输出不足以驱动固态继电器，外加一个9013的功率三极管作为驱动固态继电器的驱动电路。电阻炉丝的功率是1000W，ARM7LPC2104的PWM输出口由32位控制寄存器控制，并用最后8位控制PWM输出，因此温度范围在0-200摄氏度内，PWM输出控制精度为O.78125摄氏度；通过MATLAB仿真的PID算法控制可使得控制精度上升到0.4摄氏度左右。
Claims (3)
1.一种基于微处理器的高精度温度发生器，包括液晶显示器、键盘和报警器，其特征在于：还包括微处理器、调节电路、电阻炉丝、温度传感器、前端调理电路和A/D转换器，所述微处理器的控制信号输出端分别与所述调节电路的控制信号输入端、所述液晶显示器的信号输入端和所述报警器的控制信号输入端连接，所述键盘的信号输出端与所述微处理器的信号输入端连接，所述调节电路与所述电阻炉丝电性连接，所述温度传感器的信号输出端与所述前端调理电路的信号输入端连接，所述前端调理电路的信号输出端与所述A/D转换器的信号输入端连接，所述A/D转换器的信号输出端与所述微处理器的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于微处理器的高精度温度发生器，其特征在于：所述调节电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、固态继电器、光电耦合器和第一三极管，所述第四电阻的第一端与所述光电耦合器的第一端连接，所述光电耦合器的第三端分别与所述第三电阻的第一端和所述第一三极管的集电极连接，所述光电耦合器的第四端分别与所述第五电阻的第一端和所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第五电阻的第二端、所述第二电阻的第二端和所述固态继电器的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述固态继电器的第一端连接，所述固态继电器的第三端与所述电阻炉丝的第二端连接，所述固态继电器的第四端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端与电源的第一端连接，所述电源的第二端与所述电阻炉丝的第一端连接。
3.根据权利要求2所述的基于微处理器的高精度温度发生器，其特征在于：所述光电耦合器包括第二三极管和二极管。
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| CN 201320180750 CN203232277U (zh) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | 基于微处理器的高精度温度发生器 |
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| CN (1) | CN203232277U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104950953A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-09-30 | 昂纳自动化技术（深圳）有限公司 | 一种电子烟及其温度控制方法 |
| CN106304455A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-01-04 | 南京三乐微波技术发展有限公司 | 基于dsp的微波发生器功率控制装置 |
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2013
- 2013-04-11 CN CN 201320180750 patent/CN203232277U/zh not_active Expired - Fee Related
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