【高溫恒溫箱】為了保證高精密測量儀器工作在正常的條件下,充分發揮儀器的性能,需要對周圍的環境溫度進行嚴格的控制。本課題在原有恒溫箱的測控系統的基礎上以提高溫度控制的精度,減小溫度控制的過渡過程時間,降低測控系統的硬件成本為目標,進行了優化設計。本文重點研究了高精度的溫度測量技術。文中首先對NTC熱敏電阻的熱特性和電特性進行了探討,通過對傳感器的重新標定和建模,使傳感器在18℃~22℃的溫度范圍內達到了0.01℃的測量精度;然后提出了一種基于NTC熱敏電阻的多通道測溫方案。該方案采用比較測量法,消除了恒流源的不確定性對測量精度的影響;采用高性能的模擬開關進行切換,實現了多通道測溫。最后,詳細介紹了其硬件電路的設計和軟件的設計。

      實驗表明,該測溫系統在18℃~22℃的范圍內,溫度測量精度可達±0.02℃,測量分辨率為0.001℃。文中采用系統辨識的方法確立了恒溫箱的數學模型為二階無滯后模型。討論了PID控制理論在溫度控制系統中的應用,介紹了PID控制算法數字化的方法;引入了模糊控制思想并設計了模糊控制器。通過對兩種算法的仿真比較,采用了模糊PID算法對恒溫箱系統進行控制。

      最后,建立了新的溫度測控系統并進行了實驗。結果表明:單點溫度的波動性小于±0.02℃,溫度控制的過渡過程時間小于8000秒,達到了預期目標。