文档介绍：摘要本文介绍了一种小型温度测量与控制系统——闭环温度控制系统。该系统利用单片机可以方便地实现对PID参数的设定,也可以通过计算机与单片机的串行通讯,实现工业过程中的交互式PID控制。该原理是用温度传感器将检测到的温度转化为电信号,然后经过变送器使输出电信号随输入温度信号呈线性关系。之后再经过A/D转换送入PC机中,与设定值进行比较,得出偏差。对此偏差经PID算法进行修正,求得对应的控制量经D/A转换来控制驱动器,从而实现对温度的闭环控制。本学期主要设计、制作和调试直流稳压电源和变送器,了解信息测试、校准和控制的过程,不仅提高了电子工程设计和实际操作方面的综合能力,而且培养了研发工程项目中所具备的基本素质和要求。1目录一、课题背景(3)二、需求分析(3)三、方案论证(3)(一)稳压电源方案选择(3)(二)变送器方案选择(4)四、电路设计(5)(一)(5)(6)(7)(8)(二)(9)(11)(11)(13)五、电路调试(13)六、故障分析(17)七、结果与收获(18)八、致谢(19)九、参考文献(20)一、课题背景第一阶段我们主要解决闭环温度控制系统的直流稳压电源和变送器这两部分。要求在工业生产中降低成本,降低材料、能源消耗,提高产品质量和生产效率。二、需求分析稳压电源和变送器的功能和指标如下::0℃~+100℃:不大于±2℃(在次要求下尽量提高指标):0~:满刻度1%(℃)—,(过流、断路、过热保护)三、方案论证(一)稳压电源方案选择要求输入9V和14V的交流电压,输出+5V和±12V的直流电压。有两种设计方案,分别是集成线性稳压电路和集成开关稳压电路。对于集成线性稳压电路,其纹波、噪声小,效率低,有过流和短路保护,实现电路相对简单,成本低。而集成开关稳压电路,虽然效率高,但是纹波、噪声大,实现电路相对复杂,成本较高。交流供电电压低,输出功率较小。从实现电路简单,低成本的角度考虑应选择集成线性稳压电路的设计方案。集成线性稳压电源电路框图如下:集成开关稳压电源电路框图如下:(二)变送器方案选择变送器有三个选择方案,分别是恒流补偿变送器、恒压补偿变送器和反相加法平移变送器。鉴于后两者电路设计复杂,所用器件较多,因此选择恒流补偿变送器。四、电路设计(一):LM7805CT、LM7812CT、LM7912CT各1片整流桥:1A100V2片电解电容:2200u/25V电解电容2只3300u/16V电解电容1只220u/16V电解电容3只保险管:1A250V3只配6只管座接插件:DIP8IC插座3只26线双排插针2排线路板:1块其它:螺钉、导线、焊锡若干L1LM7912CT-12V+,其输出电压为+5V,常用于三端集成稳压电路。LM7812CT功能介绍:该芯片封装图与LM7805CT一样,是三端集成稳压器,输出电压是+12V。LM7912CT功能介绍:(二)。因为集成温度传感器AD592具有价格低、精度高、线性好、防水、防腐蚀等优点。利用AD592设计的电路可以将温度或温差转换为对应的电压,还可以将温度转换为4mA—20mA的电流或相应的数字信号,从而与DDZ-Ⅲ仪表或单片机相连组成温度测控系统。此外,AD592输出电流与温度成线性关系,抗干扰能力强,精度满足设计要求,响应速度快,信号调理电路容易实现。AD592特性分析在温度从0℃~100℃范围内记录流过AD592的电流,并根据流过它的电流,画出温度与电流的对应关系。变送器特性分析要求温度从0℃~100℃范围内变化,变送器的输出电压须达到0~5V,并且温度与电压呈线性关系。我组采用恒流补偿原理变送器,其原理图如下:设置T=0℃,调整VR1阻值,改变补偿电流,使V0=0V设置T=100℃,改变I→V转换电阻VR2阻值,使V0=:双极性运算放大器OP07,集成温度传感器AD592(实验台自带)二极管:1N41482个,:1K3个,39K、47K各一个滑动变阻器:10K2个电容:100uF电解电容1个,1000pF(102)1个,(104)(1)OP07芯片它是一种低噪