论高精度温控器的设计
李东胡秀娟梁振刚 中国电子科技集团公司第二十七研究所 河南 郑州４５００００ 【摘要】在现代工业生产中，温度的测量是一项很重要的工作，对其数据的精细度更是生产工艺不断追求的技术要点。随着技术的发展，高精度 温控器已经被广泛应用在了对温度数据的实时监控中，为工业提供了有效的监控成产。 【关键词】ＰＬＣ温度监控 中图分类号：ＴＨ８１１文献标识码：Ｂ文章编号：１００９—４０６７（２０１３）０７—７７－Ｏ１ 前言 温度控制技术、通信技术、计算机技术是现代信息技术的三大基础， 其中温度监控技术更是走在了科技的前端，被广泛应用在了许多行业中， 如食品、化工、冶金等，在生产中实施温度监控，对企业的整个的生产 有很重要的意义，直接决定的产品的质量，对温度参数的实时监控，还 可以查看生产历史和制作报表等，从而分析生产中的具体环节，有利于 技术的改进。传统意义的高精度温控系统采用的是高精度温控表，这种 温控系统成本低，使用方便，但是在实际操作中温控信息比较单一，并 且精确度不高，并不能给满足现在整个生产系统的需求。此外，还有单 片机控的ＤＤＣ系统软硬件监控系统，这个比较复杂，并且逻辑监控性不 好。 简单来说，温控器是在单片机的基础上开发出来的温度监控装置。 温控器可以根据用户的设定的温度和实际的温度差值来控制其他温度设 备执行命令，最终调节温度，是温度在达到用户的设定需求。由于其对 温度的精度控制性，已经被纳入了分布式的控制系统，个人电脑，可编 程逻辑的控制器中，但是就目前来说，电子温控器的发展还是比较缓慢。 在我国，随着科技的发展，高精度的温控技术开始飞速发展，这样一来 了解国内外的温控器生产核心技术和其制备工艺来提升自身的温控器设 计成了我国高精度温控器发展的迫切需求，也是提高自身竞争力的关键。 １．高精度温控器的分类 目前在市场上流行的高精度温控器主要有模拟、集成机械式温控器 和智能电子式温控器两大类别，并且随着科学技术的更新，控温器类别 正在由模拟式向数字式、电子式发展，从集成化向智能化、网络化发展。 当今世界是电子信息的世界，人类对电子自动化的实现是不可避免的， 信息采集控制技术也将向电子自动化发展，智能式温控器是取代机械式 温控器也将会在未来的短时间内实现。 ２．高精度温控器的设计 考虑到市场上对温控器陛能的要求，在降低成本和提高安全陛能的 前提下，我们选用了８９Ｃ５１单片机开发的温控器来作为高精度温控器的 代表进行论述，其温控器具有８个８为Ａ／Ｄ芯片，可直接模拟温度信号， 结合放大器、Ａ和Ｄ芯片的转换、扩展电路等来实现监控链接，提高数 据监控的高精度。本监控器采用的是单片机做外围电路控制器，提高了 电路的性能，实现了智能化的监控，此外接个便宜，适合各种生产和生 活产品的使用，测量精度达到了±０３℃，显示分辨路率为±０．１ｏｃ。 ２．１采用方案 结合使用效果来看，高精温控器除了具备温度监控功能外，还能具 有一些相应的辅助功能，例如对监控时间的预定，提示铃声，自动断电 保护等。如图ｌ所示，控制器为ＭＳＣ一５１型的单片机，通过内部芯片的 自动转化来进行输入与输出，对温度实行系统的监控，保障了整个温度 监控系统的稳定和灵活，提高精确率。单片机是智能化的可编程序，因 为其使用的芯片比较少，所以节省了使用成本，提高了抗干扰能力，更 加扩展了系统的监控功能，趋向于智能化监控。在温度显示器上采用的 是Ａ／Ｄ芯片的转换，通过ＭＳＣ一５ １单片机来对整个监控数据进行分析， 显示出实际的环境温度，减少温度偏差。在此监控系统下，如果温控系 统出现异常，我们还可以通过系统的记录信息来处理事故。
：张斓聪 鼬２ 娥ｌ戢棒趟谳理疆ｌ ２．２系统的硬件设计 ８９Ｃ５１单片机开发的温控器使用的温控电路就是由８９Ｃ５１单片机， 使用的是８９Ｃ５１与ＭＤ转换器、７４ＬＳ１６４移位寄存器等。主要就是通过传 感器来采集预先录入地信息，放大模拟讯号，进行Ａ／Ｄ的信息转换，得 出数据信号，再传送给８９Ｃ５１，通过整个系统的运作来实现实际温度与输 入温度的监控，并分析温度差。 ２．３系统软件设计 ， 图２为系统的软件设计流图。设定温度和对环境温度进行调节是温 控器软件系统的只要职责，对温度的调节范围定义在Ｏ℃一９９ｑＣ，当温 度超出所设定的范围时温控器就会自动停止加热，对温度进行有效调节。 ３．结论 在本文的高精温控器设计中采用的是被广泛使用的单片机技术，在 软件系统和硬件系统的设计技术上，将部分设计结构简化，提高了系统 的稳定和简单操作性，可以精确的现实出温度的监控详情。 ４．总结 虽然在当前的控温市场上有较多的温控器被实用在各个工业中，但 是根据每种温控器的性能和特点，其被使用的场所和温控范围也不同。 从目前的温控器发展现状来看，智能式的电子温控器是最后欢迎的产品， 也必将在短时间内取代传统的机械式温控器，在其性能和精度上会有更 高的发展，并且逐步提高其稳定性和安全性。虽然高精度温控器的种类 不同，但其设计原理和技术大体也是一致的，没有设计的方法和技术都 是各有千秋，综合世界各国的成果设计，我们有必要相互学习，各取所 长，来设计出更加具有更高精确度和使用性的高精度温控器。 参考文献 ［１】陈尔绍．电子控制电路实例Ｍ】．北京：电子工业出版 社．２００４．２ ３０—２６７． ［２］张宇．高精度恒温箱温度控制理论研究与系统设计［Ｄ】．合肥工 业大学硕士学位论文，２００５． ［３］金以慧．过程控制［Ｍ】．清华大学出版设，１９９ ３． ［４］刘君华．智能传感器系统［Ｊ］．西安：西安电子科技大学出版社， １ ９９９，８３－１ ０５． ［５】沙占友．集成温度传感器原理与应用．北京：机械工业出版社， ２００２，８４—９５．
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