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标题: 温箱温度控制设计2 [打印本页]

作者: rise_ming 时间: 2013-8-1 21:59 标题: 温箱温度控制设计2

PT100温度传感器采用四线法的连接方式，有效地消除了引线电阻引起的测量误差，能够精确测量未知电阻上的压降，计算出电阻值。具体连接图如图3所示。

PT100四线法连接电路通常称为Kelvin电路，对于每个测试点都有一条激励线F和一条检测线S，各自构成独立回路，同时要求检测线S必须接到一个有极高输入阻抗的测试回路，使流过检测线S的电流极小，近似为零。图中r表示引线和探针与测试点的接触电阻之和。HF为高电位施加线，LF为低电位施加线，HS为高电位检测线，LS为低电位检测线。由于流过测试回路的电流为零，在r3、r4上的电压降为零，而激励电流I在r1、r2上的压降不响I在被测的铂电阻上的压降，所以可以准确计算出铂电阻的阻值。这样就消除了引线上的电压，实现高精度的温度采集。

单片机MSP430F149的内部具有8路12位精度的模数转换器，带有采样保持功能，通过模数采样读入端口温度电压信号，相应的模数转换公式转化成实际温度数值并存储，然后将温度数值发送到数码管显示出温度。
2．3 温度控制
开始的时候设定好温箱的目标温度值。系统开始进行温度采集，通过外接的铂电阻获得。将采集到的温度和目标温度进行比较，当采集的温度低于目标温度的时候，由控制中心单片机输出控制信号，通过对加热丝进行加热，实现加热操作；当采集的温度高于目标温度的时候，由控制中心单片机输出控制信号，通过控制压缩机，实现降温操作；反复对温度进行测量，比较，这样一直持续，以保证温箱温度被控制在恒温状态以下，以此达到温箱温度控制的目的。具体的操作步骤如下：
2．3．1 加热操作
采集的温箱温度与预设的目标温度进行比较，当所测温度低于目标温度的时候，启动加热操作。加热操作的过程为：
选用的是铁铬铝电热合金类型的加热丝，其平均功率是2000W，额定电压为220V，长度为20cm，由于温箱的大小为1m3，经过计算完成整个温箱的加热过程，从-50℃～150℃需要40min，将加热丝外接在温度控制器电路中，单片机MSP430F149通过P1．1发出控制信号，控制可控硅的通断就可实现加热丝的工作状态，只要改变P1．1的接通时间就能实现加热功能。由于加热丝存在热惯性和时间滞后等特性，为了使控制更加精确，比较温度之后的差值大小采用不同宽度的脉冲进行控制，这样来实现加热丝的加热操作。为了避免造成局部温度过高、受热不均匀，以达到平衡加热的效果，在加热丝的侧面并联一个可控风扇，保证加热过程的均匀受热。加热原理图如图5所示。

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