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恒温控制都需要什么设备?

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楼主
发表于 2020-3-30 16:40:33 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
恒温控制,需要三大类的设备:传感器、控制器、和温度调节器。我这里分开讲一下。
一、传感器(测量装置)。传感器主要是温度传感器。种类较多,NTC居多。精度各不相同,范围也差异较大。另外还有热电偶,可以测高温。传感器相当于人的感官,主要是要把温度高低的信息,变成电信号,供控制器控制时参照。有的传感器,比如热电偶,输出的是微小信号,需要放大滤波等预处理。另外还有些传感器,集成了预处理电路,输出了数字信号,使用起来非常方便。这个要根据具体应用,灵活选用。
二、控制器(温度调节器)。控制器的主要部分实际是微处理器,即MCU。微控制器接收传感器的数据,然后进行处理分析,根据用户设定的期望值,对温度调节器进行控制,进而调节目标环境的温度。一般来说控制器还有键盘、显示等必要的和人交互的界面;或者具有通信接口,以便接收远程命令。控制器的核心是MCU中运行的控制算法,直接决定了温度控制的效果,即最终的温度误差。
三、温度调节执行器(执行机构)。这个名字可能比较生疏,说具体设备大家就清楚了。电热器、空调、制冷器等都算温度调节执行器。即这些设备工作起来后,可以将温度升高,或者降低。没有温度调节执行器,温度控制则无从谈起。
恒温的理论框图如下,
恒温控制都需要什么设备?

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沙发
 楼主| 发表于 2020-3-30 16:40:58 | 只看该作者
这个问题的关键词就是“恒温”。通俗的说,想把温度控制在某个值,温度一直恒定在这个值附近。

知道了恒温的意思,接下来就是恒温控制方式。恒温控制属于闭环控制。简单的说闭环,加温的温度不仅是显示,还要起到反馈。因此,闭环控制的四个环节必不可少,否则起不到闭环控制效果。

第一个环节;控制器(类似于大脑)

第二个环节;执行器(手脚)

第三个环节;被控对象(被操作对象)

第四个环节;检测变送(五官)

根据四个环节,应该对明闭环控制有头绪了吧!

恒温控制,对于什么烤箱、恒温箱来说,基本采用单回路控制,属于简单控制系统,专业点说,简单温度单回路控制系统。

通过上面的基本阐述,可以大致选用温度控制系统的所需设备。

温度控制系统的大脑;数显温度控制器

温度控制系统的手脚;加热管、加热棒

温度控制系统被控对象;恒温箱、烤箱

温度控制系统五官;温度传感器,多般用接触式温度传感器,工业中常用的有热电偶和热电阻,又因为热电偶多般用于高温环境测温,考虑到恒温箱、烤箱温度最高也就300℃左右,因此考虑选用热电阻。热电阻又有铂热电阻和铜热电阻,根据测温度和精度及稳定性,选用铂热电阻PT100。这个铂热电阻PT100中的100值得是电阻,这个电阻值是环境温度为零摄氏度的电阻值,铜热电阻Cu50也是一样的看。对于热电阻的阻值估算,一般情况下将电阻值去掉100Ω,再除以0.385的数值就是温度值,这个值与显示值略有误差,足以可以帮助我们对于故障呢判断及处理。

说到执行器,就是加热管或加热棒等,这个就要根据实际需求来选择,大功率加热管或加热棒,例如380V的。不可能直接用温度数显表的输出触点控制它,要不然不直接将数显表的触点烧坏了。因此,要用380V的固态继电器,其次在用接触器,进行一级一级的信号传递,最终控制加热管的电源通断。

其次,对冷却时间有要求的,还要增加小风机进行冷却。控制对象加温的恒温箱,加保温棉防止热量散失。

温度控制系统的大脑,控制器要用多功能温度数显表。可以接收多种信号输入,根据实际信号选择相应的信号类型。然后设置量程、上下限,设置给定值,给定值就是恒温需要的值。需要恒温精确控制,可开始自动PID参数整定模式,自行整定PID。温度是由滞后特性的,有容器滞后和纯滞后,因此比例、积分、微分都要开启。

综上所述,恒温控制基本设备,数显表、热电阻、铁箱、保温棉、加热管或加热棒、接触器、固态继电器,以及电源的空开或其它小开关。

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