文档介绍：汕 头 大 学 实 验 报 告
学院: 工学院 机电系：10级 时间: 2013年04月22日指导教师:郑志丹
姓名: 江泽锋学号: 2010124024 合作者：雷宇帆、张兆文、胡国良、闫含、曾令岳
实验五温度测量及控制实验
一、实验目的
了解热电阻或热电偶等温度传感器的工作原理和与工作特性，同时学****PID控制方法和原理，加深对各式温度传感器工作特性的认识。
二、基本原理
PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正温度系数热敏电阻传感器，具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。其电阻和温度变化的关系式如下：
R=Ro(1+αT) 其中α=，Ro为100Ω(在0℃的电阻值)，T为摄氏温度
依据1821年塞贝克发现的热电现象，即：当两种不同的导体或半导体接成闭合回路时，如果它们的两端接点的温度不同，则在该回路中就会产生电流，这表明回路中存在电动势，称为塞贝克温差电势，简称热电势。
K型热电偶是以镍铬合金为正极，镍硅合金为负极的两导体的一端焊接而成的。这两根导体的焊接端称为K型的热电极，其焊接端为热端，非焊接端为冷端。在进行温度测量时，将插入被测的物体介质中，使其热端感受到被测介质的温度，其冷端置于恒定的温度下，并用连接导线连接电气测量仪表。由于两端所处的温度不同，在回路中就会产生热电势，在保持冷端温度不变的情况下，产生的热电势只随其热端温度而变化，因此，用电气测量仪表测得热电势的数值后，便可求出对应的温度数值。由于这种合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。K型热电偶能测量较高温度，可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。
系统框图
控制系统的主要工作过程是：用户在人机界面上设置目标温度及各个控制参数，热电偶测量被控对象的温度信号，经过EM231热电偶模拟量输入模块转换为标准的数字量， PLC作出相应的数字处理，并进行PID控制的运算。在固态继电器输出方式下通过输出过程映像寄存器发出PWM波来驱动固态继电器控制加热器工作。在调压模块输出方式下通过模拟量输出模块EM232驱动调压模块控制加热器工作。
固态继电器调压原理
2. 峰值时间tp
3. 超调量Mp
在本实验中，超调量为最大偏差/设定温度，为百分比形式。
4. 调整时间ts
实验内容和步骤
在实验室使用的是一个1000W的加热器，加热水量约为600mL。为了节省实验时间我们首先将设定温度设置为40度，待温度基本稳定后记录从40度加热到60度时的各个过程参数。
进入触摸屏“PID加热控制”，设置合适的PID参数，点击“加热”按钮开始加热。
进入触摸屏“过程曲线监控”或者“过程变量监控”对加热过程进行监控，摘抄数据。
同时在电脑Setp 7 MicroWIN软件上监控。在菜单栏“工具”调出“PID调节控制面板”，这个曲线可以保存无数个点，能完整地显示整条温度曲线，方便截图。
4．设置不同的参数，操作并填写下表1实验数据：
表1 实验过程相关数据
设定参数
由40度到60度测量参数
Kp
Ti(分)
Td(分)
最大偏差(度)
超调量%
上升时间(秒)
峰值时间