【正文】 ...................................................19參考文獻(xiàn)..................................................................21附錄A：原理圖、pcb版圖、元件清單..........................................22致謝......................................................................23 緒論 在鋼鐵、機械、石油化工、電力、等工業(yè)生產(chǎn)中，溫度是極為普遍又極為重要的熱工參數(shù)之一。溫度控制一般指對某一特定空間的溫度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，使其達(dá)到并滿足工藝過程的要求。其內(nèi)容十分的豐富，它包括各種數(shù)據(jù)的采集和處理系統(tǒng)、自動測量系統(tǒng)、生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)等，廣泛應(yīng)用于工廠自動化、商業(yè)自動化、實驗室自動化等人類活動的各個領(lǐng)域。溫度控制是一種具有純滯后的系統(tǒng)，加熱材料、環(huán)境溫度以及電網(wǎng)電壓等都影響控制過程，目前的溫度控制系統(tǒng)大多建立在一定的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，對被控對象中的非線性、時變性及隨機干擾無能為力，因此，提高系統(tǒng)的抗干擾能力成為關(guān)鍵性的技術(shù)。其次，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化而影響到控溫精度時，要有合適的手段進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到精度要求。最后，由于生產(chǎn)中的實際情況，控制設(shè)備要求操作方便，易于維護(hù)，成本較低等等。這些溫度控制方法大都是在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場安裝溫度控制儀表，通過提前設(shè)定溫度控制的上下限值或PID控制參數(shù)，然后再將控制儀表投入使用，進(jìn)行各種預(yù)定的控制?？傊覈碾姕囟鹊目刂圃O(shè)備的現(xiàn)狀不容樂觀，主要有以下特點: 小部分比較先進(jìn)的設(shè)備和大部分比較落后的設(shè)備并存?？刂凭纫蕾囉谠囼炚叩恼{(diào)節(jié)，控制精度不高，一旦生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生變化就需要重新設(shè)置。因而，對生產(chǎn)工藝的研究很困難，因此造成產(chǎn)品質(zhì)量低、廢品率高、工作人員的勞動強度大、勞動效率低、這些都縮減了企業(yè)的效益。控制系統(tǒng)對微機的性能需求不是很高，同時由于計算機CPU及外圍功能卡的不斷升級和價格的不斷下降，使得用高檔微機進(jìn)行控制的成本大為降低，而且也使得大批PC機閑置不用。但是，目前國內(nèi)的一些生產(chǎn)企業(yè)和研究機構(gòu)主要開發(fā)一些大型微機控制系統(tǒng)，中小型的控制系統(tǒng)很少見。本設(shè)計以溫度控制為研究對象，針對環(huán)境溫度，在比較、研究不同控制策略的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況通過模擬電路實現(xiàn)溫度控制。(2)介紹溫度測量過程相關(guān)知識。 (4)設(shè)計溫度控制的實際電路。 （2）對溫度控制能達(dá)到基本要求。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見下圖。但該控制方案雖精度較高，但電路較為復(fù)雜，制作困難，易受干擾。LM35是一種內(nèi)部電路已校準(zhǔn)的集成溫度傳感器，其輸出電壓與攝氏溫度成正比根據(jù)LM35的輸出特性可知，當(dāng)溫度在0150176。通過電位器控制輸出可變電壓值，該電壓值與控制溫度相對應(yīng)。由于采用模擬電路的控制方法，可能在電路制作過程中的調(diào)節(jié)和校正會遇到一定的問題，但通過校正電路的調(diào)節(jié)，相信會達(dá)到預(yù)期的控制精度。通過溫度與電壓的對應(yīng)關(guān)系達(dá)到對溫度的控制目的。2基于模擬電路的溫度控制電路LM35是一種內(nèi)部電路已校準(zhǔn)的集成溫度傳感器，線性度好，靈敏度高，精度適中．其輸出電壓與攝氏溫度成正比，／℃，℃．其測量范圍為55——150℃。根據(jù)LM35的輸出特性可知，當(dāng)溫度在0——150℃之間變換時，其輸出端對應(yīng)的電壓為0——150V，此電壓經(jīng)電位器W3分壓后送到3位半數(shù)字顯示表頭(由ICL7107及有關(guān)電路組成)的檢測信號輸入端．在輸入端輸入的電壓為150V時，,經(jīng)調(diào)整后數(shù)顯表頭顯示的數(shù)值就是實測的溫度值。 所用器件介紹 精密攝氏溫度傳感元件LM35LM35系列是精密集成電路溫度傳感器，它們的輸出電壓與攝氏溫度線性成比例，因而LM35有優(yōu)于用開爾文標(biāo)準(zhǔn)的線性溫度傳感器，LM35無需外部校準(zhǔn)或微調(diào)來提供177。3/4℃，LM35的額定工作溫度范圍為55～+150℃，同時LM35C在40℃到+110℃之間（10℃用于改進(jìn)度）。C 時輸出為0V，每升高1176。LM35有多種不同封裝型式，外觀如圖所示。C下靜止電流約50μA，工作電壓較寬，可在4—20V的供電電壓范圍內(nèi)正常工作非常省電。LM35主要特點：　?。?）直接用攝氏溫度校準(zhǔn)（2）線性+℃比例因數(shù)；　?。?）℃精度（在+25℃時）；　?。?）55～+150℃額定范圍；　　（5）適用于遙控設(shè)備；　　（6）因晶體片微調(diào)而低費用；　　（7）工作在4～30V；　?。?）小于60μA漏泄電流；　?。?）較低自熱，℃；　 （10）只有177。它包含有段譯碼器，顯示驅(qū)動器，參考源和時鐘系統(tǒng)。ICL7107將高精度、通用性很好的結(jié)合在一起，有低于10μV的自動效零功能，零漂小于1μ V /176。主要特點：(1)保證零電平輸入時，各兩量程的讀值均為零(2)很低的噪聲(3)差動輸入和差動參考源，直接LED顯示驅(qū)動(4)不需外接有源電路 (5)低功耗管教排列如圖：功能說明：1模擬部分：2自動效零階段分為三步驟。第二：參考電容充電到參考電壓值第三,圍繞整個系統(tǒng)過程一個閉合回路，對自動效零電容CAZ進(jìn)行充電，以補償緩沖放大器、積分器和比較器的失調(diào)電壓。共模誤差的主要來源是翻轉(zhuǎn)電壓，這是由于參考電容對其接點上的分布電容充電或放電而造成的。反之，在負(fù)電壓如上進(jìn)行反向積分時，參考電容會失去電荷。 4采用外部參考源接法5顯示部分3 溫度信號的檢測和信號調(diào)整溫度傳感器一般分為接觸式和非接觸式兩大類。而非接觸方式是遙測，主要是紅外測溫，這是接觸方式做不到的。熱輻射是由于內(nèi)外原因使物體內(nèi)部帶電粒子不斷運動，使物體具有一定溫度(高于絕對零度)而產(chǎn)生懂得一種熱輻射現(xiàn)象。LM35溫度傳感器 LM35是NS公司生產(chǎn)的集成電路溫度傳感器系列產(chǎn)品之一，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例。1/4℃的常用的室溫精度。LM35有明顯的優(yōu)點:（1）結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格便宜。3．LM35是一種內(nèi)部電路已去噪校準(zhǔn)放大的集成溫度傳感器，其輸出電壓與攝氏溫度成正比，輸出端電壓信號基本滿足本設(shè)計的需求。原理圖如下：這里我們采用高靈敏度高增益低漂移的集成運算放大器AD707J。另外，R3增大，運放的輸入偏置電流要產(chǎn)生偏置電壓，因此，R3不能過大。使用溫度傳感器不可避免地存在測量誤差，引起該測量溫誤差的原因是多方面的，下面介紹可能存在的幾個主要原因: