智能热电偶测温系统设计.doc

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1、.-.- 摘摘 要要 温度是表征物体冷热程度的物理量。在工农业生产和日常生活中，对温度的测量 控制始终占据着重要地位。温度传感器应用范围之广、使用数量之大，也高居各类传 感器之首。 本文使用温度传感器设计了一个完整的测温系统。该系统所采用的温度传感器为 热电偶，A/D 转换器件为 ADC0809，微型计算机采用的是 MCS-51 单片机。系统将 温度变换、显示和控制集成于一体，用软件实现系统升、降温的调节，控制采用了模 糊控制原理对系统进行控制。 设计的系统所满足的技术指标：测温范围为 500800，响应时间为小于等于 1s，误差范围为-5+5。 关键词关键词：热电偶 A/D 转换 模糊控制

2、ABSTRACT Temperature is the physical quantity of symptom object cold hot level. In the daily life and production of industry and agriculture, occupy important position all along for the measure control of temperature. Temperature sensor application broad scope and use big quantity, also hold the hea

3、d of each kind of sensor high. This paper uses temperature sensor and has designed , is a and complete to measure warm system. The temperature sensor adopted by this system is thermocouple, the converter of A/D is ADC0809, what personal computer adopt is that MCS-51 only flat machine. System alterna

4、tes temperature , shows and controls to be more integrated than one body , realizes system with software to rise , cool down regulation, control has adopted vague control principle as system controls. The technical index of design satisfied by system: Measure warm scope is 500 800 , respond time to

5、be smaller than is equal to 1 s, scope is error - 5 + 5. Keyword: Thermocouple Conversion of A/D Vague to control .-.- 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论.1 第二章第二章 系统设计系统设计.2 第三章第三章 硬件结构及分析硬件结构及分析.4 3.1 温度检测元件热电偶.4 3.1.1 热电偶的特性.4 3.1.2 热电偶的基本定律.5 3.1.3 热电偶测温.6 3.2 电源电路.9 3.3 测量电路.10 3.4 滤波电路.11 3.5 控制电路.12 3.6 A/D 采集

6、部分原理.13 3.6.1 A/D 转换器概述.13 3.6.2 逐次逼近式 A/D 转换原理.13 3.7 显示部分原理.15 3.8 键盘部分的应用.16 3.8.1 键盘的工作原理.16 3.8.2 矩阵式按键接口.17 3.8.3 键盘、显示器组合接口.19 第四章第四章 控制软件及流程控制软件及流程.22 4.1 键盘、显示及 A/D 转换.22 4.2 控制程序.24 4.2.1 控制程序原理.24 4.2.2 模糊控制在该系统中的实现.25 总总 结结.29 致致 谢谢.30 参考文献参考文献.31 .-.- 第一章第一章 绪论绪论 检测与传感是实现单片机控制的关键环节，它与信息

7、系统的输入端相连，并将检 测的信号输送到信息处理部分，是单片机控制系统的感受器官。 在科学实验和生产实际中，很多物体和现象具有明显和稳定的数量特征，我们可 以通过测量和计算，确定该量的大小，并用数字给出结果，还有一些物体特征数量较 少，或某些现象不十分明显，常常被很多其他量或现象所掩盖，能否检出这些被掩盖 量的存在，进而得出这些量的大小数值，都需要传感和检测技术。在科学技术的研究、 工业生产应用的过程中，对这些量不仅要进行测量，而且要对其进行控制、变换、传 输、显示等。在实践的过程中，人们逐步认识到电量具有易测等许多优点，而且大多 非电量可以精确的转化为电量，这就是所谓的非电量测量技术。在单片

8、机控制系统中 信号检测主要就是应用这种非电量测量技术。 本文就是采用了非电量测量技术，用热电偶将温度这一非电量转化为电量，在通 过信号调理电路对输出信号进行放大、滤波，并送 A/D 转换，最后送单片机处理并 实现对后续电路的控制。 在加热过程中，我们采用了可控硅调压控制的方案，因为可控硅控制方法简单， 元件的性能可靠，使用时不易损坏，且成本较低，故在设计中采用了可控硅元件进行 调压。加热对象为电阻性元件（如碳棒等） 。 由于被控对象是温度，且恒温箱体的热容量大，热惯性大，在加热过程中容易产 生超调和震荡现象，控制精度难以实现。本设计采用模糊控制的方法，不仅控制程序 较为简单，而且能达到较好的控

9、制效果。 .-.- 第二章第二章 系统设计系统设计 该系统的基本组成如图 2.1 所示。 传 感 器 放 大 器 滤 波 器 A/D 转换 器 加热 装置 单 片 机 键盘 显 示 图 2.1 系统原理框图 如上图所示，本系统由传感器、放大器、滤波器、A/D 转换电路、单片机及键盘 和显示电路组成。 温度参数是不能直接测量的，一般只能根据物质的某些特性值与温度之间的函数 关系，通过对这些特性参数的测量间接的获得。温度传感器的基本工作原理正是利用 了这一性质。随着科学技术的发展，现已开发出种类繁多的温度传感器。常用的温度 传感器由 P-N 结温度传感器、热敏电阻温度传感器、集成温度传感器、热电阻

10、及热 电偶温度传感器等。 其中，P-N 结温度传感器有较好的线性度，热时间常数约 0.2s2s,灵敏度高，其 测温范围为-50 +50。其温度与压降的关系如图(2.2)所示。这种温度传感器的 缺点是，同一型号的二极管或三极管的特性不一致。 热敏电阻是电阻式传感器。它利用阻值随温度变化的特性来测量温度。一般把由 金属氧化物陶瓷半导体材料经成型、烧结等工艺制成的测温元件叫做热敏电阻。热敏 电阻的非线性严重，稳定性差，不可用于精确测量，主要用于电路温度补偿和保护。 集成温度传感器实质上是一种集成电路。它的线性好、灵敏度高、体积小、使用 方便，但其测温范围窄，只可测 180以下的温度。 图 2.2 二

11、极管的 V-T 特性 热电阻的基本材料有铂、铜和镍，其阻值随温度的升高而增大。其中铂电阻有很 .-.- 好的稳定性和测量精度，测温范围宽，为-200600，但价格高。铜电阻测温范围 窄，为-50+150。 热电偶测温范围宽，一般为-50+1600，最高的可达 2800，并且有较好的 测量精度。另外，热电偶已标准化，系列化，易于选用，可以方便的用计算机做非线 性补偿，因此应用很广泛。因为该系统测温范围为 500800，所以经比较采用热 电偶作为温度传感器。 热电偶使用时用二极管构成温度补偿电路，二极管的线性度好，且用这种方法构 成的补偿电路与以往电路比较，性价比高。热电偶的输出信号较小，所以放大

12、器选用 低失调低漂移运放 OP-07，组成增益可调的差动结构。该差动结构一方面用于放大热 电偶的输出信号，另一方面用于与二极管构成的温度补偿电路的输出值相减。 因为热电偶的输出信号小，所以有一点干扰也会对输出产生很大影响。该系统的 干扰主要以 50HZ 及其以上的频率的干扰为主，所以采用两级低通滤波器滤除干扰。 滤波器用的是有源低通滤波，其转折频率为 10HZ。 系统的设计指标要求测量精度在-5V+5V 范围内，响应速度为小于等于 1mS。ADC0809 为逐次逼近式 A/D 转换器，转换精度约为 1/256，转换速度约为 120uS，所以选用 ADC0809 完全可以满足系统要求。 通过单片

13、机完成键盘控制、显示及对加热系统的控制。键盘采用 4*4 矩阵式键盘， 用四个数码管显示温度值，采用动态显示。 对加热装置的控制通过单片机控制可控硅的导通角来完成。因为可控硅控制方法 简单、性能可靠、不易损坏且成本较低，故在设计中采用了可控硅元件进行调压来控 制加热，加热对象为电阻性元件（如碳棒等） 。 控制原理采用模糊控制，因为被控对象是温度，且恒温箱体的热容量大，热惯性 大，在加热过程中容易产生超调和震荡现象，控制精度难以实现。本设计采用模糊控 制的方法，不仅控制程序较为简单，而且能达到较好的控制效果。 .-.- 第三章第三章 硬件结构及分析硬件结构及分析 3.1 温度检测元件温度检测元件

14、热电偶热电偶 3.1.1 热电偶的特性热电偶的特性 基于热电效应原理工作的传感器称为热电偶传感器，简称热电偶。热电偶的测温 范围宽，一般为50+1600，最高的可达 2800。并且有较好的测量精度。另 外，热电偶已标准化，产品系列化，易于选用，可以用模拟法调整电路或仪表，也可 以方便地用计算机作非线性补偿，因此它是目前接触式测温中应用最广的热电式传感 器。 如图 3.1 所示，两种导体（或半导体）A 或 B 的两端分别焊接或绞接在一起，形 成一个闭合回路。若两个接点处于不同的温度，导体 A 和 B 的电子的逸出电位不同 （即逸出功不同） ，电子密度不同，因而在他们的接触面处电子向对面流出的量不

15、同， 一面有多余电子，另一面缺少电子，便产生接触电动势（称为热电势） ，在回路中产 生电流。图中导体（或半导体）A 和 B 称为热电极，它们组成热电偶 AB。测温时接 点（1）置于被测温度场中，称测温端（或工作端，热端） ；接点（2）一般处于某一 恒定温度，称参考端（或自由端，冷端） 。 A A B T T0 (1) (2) 图 3.1 热电效应示意图 热电偶产生的热电势与两个电极的材料及两个接点的温度有关，由单一导体的 温差电势和两种导体的接触电势组成，通常写成。),( 0 TTEAB 温差电势是指一根匀质的金属导体，当两端的温度不同时，其内部产生的电动 势。温差电势的形成是由于导体内高温端

16、自由电子的动能比低温端自由电子的动能大。 这样，高温端自由电子的扩散速率比低温端自由电子的扩散速率大，使得高温端因失 去一些电子而带正电，低温端因得到一些电子而带负电，从而两端形成一定的电位差。 根据物理学推导，当导体 A 两端的温度分别为 T，时，温差电势可由下式表示 0 T （3-1）dtTTE T T AA 0 ),( 0 式中 导体 A 的温差系数。 A .-.- 同理导体 B 的温差电势为 （3-2）dTTTE T T BB 0 ),( 0 当 A，B 两种金属接触在一起时，由于两种金属导体内自由电子密度不同，再结 点处就会发生电子迁移扩散，若金属 A 的电子密度大于金属 B 的电子

17、密度， A N B N 则由金属 A 扩散到金属 B 的电子数要比从金属 B 扩散到金属 A 的电子数多。这样， 金属 A 因失去电子而带正电，金属 B 因得到电子而带负电，于是在接触面处形成电 场。此电场将阻止电子由金属 A 进一步向金属 B 扩散，直到扩散作用与电场的阻止 作用相等时，这过程便处于动态平衡。此时，在 A，B 两金属的接触面形成一个稳定 的电位差，这就是接触电势。接触电势写成，表示它的大小与两金属的材料)(TEAB 有关，也与接触面处的温度有关。由物理学推导，接触电势的表达式为 (3-3) B A AB N N e KT TEln)( 式中 K波尔兹是常数； T接触处的绝对温

18、度； e电子电荷量； ，分别为金属 A，B 的自由电子密度； A N B N 对于图 3.1 所示的由 A 和 B 两种导体构成的热电偶回路，热端和冷端温度分别 为 T，时，其总热电势用表示，它等于整个回路中各接触电势与各温差 0 T),( 0 TTEAB 电势的代数和。即 (3-4) T T AB B A AB dt N N TT K TTE 0 )(ln)(),( 00 上式右边第一项称接触电势，第二项称温差电势，接触电势一般大于温差电势。 由上式可见，如果 A 和 B 两导体的材料相同，即=，=，即使两端 A N B N A B 温度 T，不同，总电势也为 0，因此热电偶必须用两种不同成

19、分的材料作热电极。 0 T 此外，如果热电偶的两电极材料不同，但热电偶的两端温度相同，即 T=，总的热 0 T 电势也为 0。 3.1.2 热电偶的基本定律热电偶的基本定律 一 、中间导体定律 在实际应用热电偶测量温度时，必须在热电偶回路中接入测量热电势的仪表。热 电偶回路中接入测量仪表和连接导线相当于热电偶回路中接入第三种导体。可以证明： .-.- “在热电偶回路中接入第三种导体后，只要第三种导体两端的温度相同，就不会影响 热电偶回路的总热电势。”这就是热电偶的中间导体定律。根据中间导体定律，我们 可以在回路中引入各种仪表和连接导线，而不必担心会对热电势有影响。同时也允许 采用任意的焊接方式

20、来焊制热电偶。而且，应用这一定律，还可以采用开路热电偶测 量液态金属和固体金属表面的温度。利用这一原理时应特别注意热电偶和仪表的两连 接端温度必须相等或极近似。但在一般情况下，因热电偶的参比端都靠近被测对象， 所以有较高或变化不定的温度，在这种情况下，应首先将参比端设法引到一温度比较 恒定并且和仪表所在地点有极近似温度的地方，然后才能运用这一原理。 二 、中间温度定律 热电偶 AB 在接点温度为 T，时的热电势等于该热电偶在接点温度 T，和， 0 T n T n T 时的热电势之和。即 0 T =+ (3-5),( 0 TTEAB),( nAB TTE),( 0 TTE nAB 称为中间温度。

21、这个中间温度定律为制定热电偶的分度表奠定了理论基础。 n T 只要求得参考温度大于 0时的“热电势温度”关系，就可以根据该定理求出参 考温度不等于 0时的“热电势温度”关系。即 = （3-6）),( 0 TTEAB)0 ,()0 ,( 0 TETE ABAB 三 、标准电极定律 由 3 种材料成分不同的热电极 A，B，C 分别组成 3 对热电偶，在相同结点温度 （T，）下，如果热电极 A 和 B 分别与热电极 C（标准电极）组成的热电偶所产生 0 T 的热电势已知，则由热电极 A 和 B 组成的热电偶的热电势可由下式求出： = （3-7）),( 0 TTEAB),(),( 00 TTETTE

22、BCAC 标准电极 C 通常由纯度很高，物理化学性能非常稳定的铂制成，称为标准铂热 电极。利用标准电极定律可大大简化热电偶选配工作，只要已知任意两种电极分别与 标准电极配对的热电势，即可求出这两种热电极配对的热电偶的热电势而不需要测定。 3.1.3 热电偶测温热电偶测温 一 、测温原理和方法 热电偶两个电极的材料确定后，热电偶的热电势就只与热电偶两端温度有关。如 果使参考端温度恒定不变，则对给定材料的热电偶，其热电势就只与工作端温度 0 T T 成单值函数关系，即 = （3-8）),( 0 TTEAB)(Tf 这个函数关系就是热电偶测温的原理。在热电偶中，A、B 热电极材料的电子密 .-.-

23、度与温度有关，但其严格的数学函数关系是难以准确得到的，故热电势与温度的一一 对应关系不是用计算的方法而是用实验的方法得到的。对给定的热电偶通过实验测得 =0时，T 取不同温度时的热电势数据，形成“热电势温度 T 对应 0 T)0 ,(TEAB 关系数据表”称为该热电偶的分度表。有了这个分度表，今后在用该热电偶测量 温度时，只要测得该热电偶的热电势，就可查分度表，确定出对应的被测)0 ,(TEAB 温度的数值 T，这种方法称为查表法。 如果把热电偶与专用的测量仪器配套使用，通常该测量仪器的刻度就按热电偶型 号所对应的分度表标定成温度数值，这样在用该热电偶及其配套测量仪器测温时，如 =0，便可直接

24、从仪表上读取温度值 T，这种方法称为直接法。 0 T 一般来说，热电偶的分度表和相配的测温仪表都是规定在参考温度为 0的情 0 T 况下使用的。在参考温度为已知值但不是 0的情况下，应采取如下计算修正的办 0 T 法。 若用查表法测温，则应在测出和已知后，先从分度表上查出与对),( 0 TTEAB 0 T 0 T 应的值，再按（3-5）式计算出值,)0 ,( 0 TEAB)0 ,(TEAB 即 =+ （3-9）)0 ,(TEAB),( 0 TTEAB)0 ,( 0 TEAB 最后从分度表查出与对应的温度 T 值。)0 ,(TEAB 若采用直接法测温，因此时的热电势是且0，而仪器刻度确实按),(

25、 0 TTEAB 0 T 照“与 T”的关系刻度的，故此时仪表指示温度“T”并不是真实温度 T。)0 ,(TEAB 通常热电偶测温仪器产品说明书上都会给出与指示值 T 相对应的修正系数 k 值,应按 下式计算出真实温度 T： （3-10） 0 kTTT 二 、热电偶的冷端温度校正 为了使热电偶的热电势与被测温度呈如（3-8）式的单值函数关系,需要使热电偶 的冷端温度保持恒定或进行其它处理。 1、冷端的恒温方式 把冰屑和清洁的水相混合，放在保温瓶中，并使水面略低于冰屑面，然后把热电 偶的冷端置于其中，在一个大气压的条件下，即可使冰水保持在 0，这时热电偶输 出的热电势符合分度表的对应关系。这种方

26、法称为冰浴法，适用于实验室且无须校正。 使冷端保持恒温的方法，也可以将冷端置于恒温槽中，在恒温槽内充油，冷端置 于油中，以改善冷端温度的稳定性。亦可将冷端置于温度变化缓慢的容器中或置于深 埋于地下的铁盒或充满绝热体的铁管中等等。上述方法的冷端温度 T 0,因此必 0 .-.- 须校正。 2、冷端延伸 工业测温时，被测点与指示仪表间往往有很长的距离，如果将热电偶直接延长到 很远的地方，对于价格很高的贵金属来说，显然是不可能的。即使是对于普通廉价金 属热电偶来说也是浪费材料。因此应设法找到一种导线，使它在温度为 0150范 围内，其热特性与热电偶近似相同，而且价格便宜。这种导线叫做热电偶补偿导线或

27、 称作延长导线，为保证接入补偿导线后不影响原热电偶回路热电势的测量值，必须注 意以下几点： （1） 补偿导线的热特性在一定范围内（一般为 0150） ，要与所配用的热 电偶的热电特性相同，即满足 = （3-11）),( 0 TTE nBA ),( 0 TTE nAB （2） 补偿导线与热电偶的两个接点的温度必须相同，且不得超过规定的范围。 （3） 补偿导线的正负极以其绝缘层的颜色来区分。在使用时，一定要使补偿 导线与热电偶的同性电极相接，切不可反接。 不同的热电偶要求配用不同的补偿导线。对于廉价金属热电偶，其补偿导线就采 用与其电极材料相同的合金丝。而对于贵重金属热电偶，通常用实验方法找出热电

28、特 性相同的廉价合金丝作为补偿导线。 3、冷端温度补偿 使冷端温度保持恒定需要用冰浴法或恒温槽，而且当 T 0时还须用计算修正 0 测量结果，因此不大方便。在实际热电偶测量中经常使用的是能自动补偿冷端温度波 动对温度指示值影响的“冷端自动补偿”方式。这种自动补偿方式是在热电偶与测量 仪表间接入一个直流电桥补偿电桥，基本原理如图 3.2 所示。R1，R2，R3 和 Rc 与热电偶冷端处于相同环境温度下。其中 R1=R2=R3=1，且都是锰铜电阻，而 Rc 是铜线绕制的补偿电阻。Vc 是电桥电源。R4 是限流电阻。不同的热电偶 R4 的值不 同。在 20时电桥平衡。当冷端温度 T 升高时，Rc 增

29、大，使 U（补偿电压）也增 0ab 大。同时，也增大，但两项极性相反，使 U-为常数，得到补),( nAB TTE ab ),( nAB TTE 偿。在使用时，应注意极性切勿接反，否则不但起不到补偿作用，反而会增大误差。 .-.- 123456 A B C D 654321 D C B A T itle N um berR evi sio nS i ze B D ate:1-Ju n-2 00 8 S h eet of F i le:C :D ocum en ts and S ett ing s人人人人人人M yD esig n.dd bD raw n B y: 1 2 3 4 R 2 R 4

30、 V C R 3 R cR 1 a b + - E A B U 0 图 3.2 热电偶冷端补偿电路 3.2 电源电路电源电路 电源电路由变压器和整流稳压电路组成。变压器用于将 220V 交流电压转换为正、 负 8V 低压交流电压，整流电路用于将低压交流电压整流为脉动电压。该脉动电压与 滤波电容 C1、C2、C3 和 C4 相连，形成较平滑的直流电压。将两路直流电压分别送 入三端稳压器 MC7805 和 MC7905 的输入端 Vin后，在输出端形成+5V 和-5V 直流 稳压电压，供单片机和测量电路使用。电容 C5、C6、C7 和 C8 也起到滤波的作用， 用于滤除导线上的干扰。 因为该电源电

31、路提供+5V 和-5V 两组电压，供电电流为 200mA,变压器的输出电 压为 8V,故总功率为 P=20.28=3.2W。所以电路采用 5W 容量的变压器，电路滤波 电容确定根据计算公式 CR (35)T,其中 T=10ms,R =25,解得 LL A V 2 . 0 5 C=2000uF。 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:8-Jun-2008 Sheet of File:C:PROGRAM FILESDESIGN EXPLORER 99 SEEXAMPLESMyDesign1.ddbDrawn By

32、: C2C6 C4C8 C1 C3 C5 C7 7805 7905 + - 220V人人人人 1 2 3 1 23 图 3.3 电源电路 .-.- 3.3 测量电路测量电路 测量电路如图 3.4 所示。图中由 D 所构成的桥路用+5V 单电源供电，放大器 A1、A2 和 A3 用+5V 和 -5V 双电源供电。在使用时应注意一定要给所加电源进行滤 波，因为热电偶的输出信号十分微弱，所以若电源上引入的干扰过大将严重影响信号 的输出。该电路使用 100F 的电容和 750 的电阻对其进行滤波。A1,A2 为 LM358，A3 选用 OP-07。OP-07 是低失调低漂移运放，它的输入失调电压温漂和

33、输 入失调电流温漂都很小，因而这种运放的精度高。尽管它的响应速度不太高，但是作 为对热电偶输出信号的放大是可以的。 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:8-Jun-2008 Sheet of File:C:PROGRAM FILESDESIGN EXPLORER 99 SEEXAMPLESMyDesign1.ddbDrawn By: R1 R3 R11 R14 R5 R12 R9 R2 Rf2 R15 R13 R7 R6 R8 R10 C1C2 Rf1 W2 W1 A1 A2 A3 GND + - U0 R

34、4 D 人人 人人 +5V U2 U1 图 3.4 测量电路 该测量电路中热电偶的冷端补偿采用 P-N 结温度传感器（由普通硅二极管 D 充 当） 。如图 3.4 所示，P-N 结 D 处在冷端温度环境中，P-N 结的压降随温度 t0 上升而 下降，呈线性关系。也随成正比增大。这两项在运放 A3 相减，实现对冷)0 ,( 0 TEAB 0 T 端的补偿。因为二极管在通过 0.13 mA 以下电流时电压与温度才呈线性关系，即 PN 结在温度每升高 1时，压降下降 2mV。所以图中 R4=R5=30K,W1 取 5K。R1,C1,R2,C2 用于滤波，R1=R2=750,C1=C2=100F。为了

35、达到 温度补偿的 目的，选用 R3=R6=1K，Rf2=10K，Rf1为 100K 的滑动变阻器。 对于运放 A3,令 R12=R，R11=R15=R，R13=R14=R，W2=R，则图中 A3 的输出 U0 为： U0=+2/(1+)(U1-U2) （3-12） 合理选择 、 三个参数使得热电偶处于 100时 A3 输出为+5V，从而使 A/D 被充分利用，即保证其精度。本系统中取 R=1K，=10，=10，=40，实现 的放大范围为 25 倍到 220 倍。 .-.- 3.4 滤波电路滤波电路 A3 输出的电压波形有干扰，所以用一个截止频率为 20HZ 的有源低通滤波器滤 除这些干扰。有源

36、滤波器的优点是低频性能好，精密度高，稳定性好。该系统使用了 一级低通滤波器，经过滤波器滤波后，当输出直流为 5V 左右时，其上的干扰约为 15mV,完全可以满足系统的技术要求。滤波电路如图 3.4 所示。具体参数计算如下， 因为转折频率为 50HZ，所以对第一级， 则，取HZ CR f20 22 1 11 0056 . 0 11 CR ,解得 R 约为 30K。22 . 0 1 C 1 ，为使 不为负，所以 (3-13) 令 则， 从 3-13 式中还可导出 12 2CC 1 21 RR5 OC K 且，所以，；取 ，。 2 5 oc k 21 OC KKR1 3 KR10 4 123456

37、A B C D 654321 D C B A T itle N um berR evi sio nSi ze B D ate:1-Ju n-2 00 8 Sh eet of Fi le:C :D ocum en ts and S ett ing s人人人人人人M yD esig n.dd bD raw n By: R 1 30 K R 3 1K R 2 30 K R 4 30 K C 1 0.22 uF C 2 0.47 uF A 1 V i V o1 1 2 3 图 3.5 滤波电路 2121 11221 1 CCRR CKRCRR oc 1 1 1 22 1 2 CR CR C C KOC

38、 .-.- 3.5 控制电路控制电路 本系统通过控制可控硅的导通角来控制恒温箱的加热速度，图 3.6 和图 3.7 为控 制电路图。热电偶采集到的温度通过单片机处理并判断后，通过 8031 的 P1.1 口输出 一脉冲来控制可控硅的导通角，从而控制了加热速度。由于加热箱为三个千瓦，在最 高电压达到 300V 时，流过的电流为 10A,所以选用 20A/600V 的可控硅。 由于加热箱为三个千瓦，当电压最大值达 300V 时，流过的电流为 10A，所以选 用 20A/600V 的可控硅。R2 和 C1 是用来保护可控硅的，防止在可控硅通电瞬间浪涌 电流过大，烧毁可控硅。 123456 A B C

39、 D 654321 D C B A T itle N umberR evisio nSize B D ate:1-Ju n-2 00 8 Sh eet of File:C :D ocumen ts and S etting s人人人人人人M yD esig n.dd bD raw n By: R 2 47 -6 5/2 W C 1 0.02 2u F/6 30 V D IO DE 22 0V 1 2 图 3.6 控制加热电路图（1） 123456 A B C D 654321 D C B A T itle N umberR evisio nSize B D ate:1-Ju n-2 00 8 Sh eet of File:C :D ocumen ts and S etting s人人人人人人M yD esig n.dd bD raw n By: 人 1K /1 .6 W R 2 3.3K /1 .6W R 3 5K /1 .6 W C ? 0.01 uF R 4 1K /1 .6 W V 12 2N 3 55 1 +5V 80 31 人P1.1人 +9V G K 图 3.7