文档介绍：一种智能温度测控装置的制作方法
专利名称：一种智能温度测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动化温度测控技术领域，特别涉及采用比例积分微分(PID)的智能 温度测控装置。
技术背景在物理、化学和生物等实验中，经常需要温度测温度传感器热敏电阻Rl的两端通过电缆线分别连接到数字万用表Ul的两个表笔 测量端口 A和B，数字万用表Ul的通用总线(GPIB)接口 E通过GPIB总线H与计算机 U4上总线接口卡U3相连，总线接口卡U3同时以级联的方式通过GPIB总线G与数字电 源U2的GPIB接口 F相连，数字电源U2的两个直流电压输出端口 C和D通过电缆线分 别与加热片R2的两端相连，温
度传感器热敏电阻Rl和加热片R2安装在需要控温的装 置内。本实施例中，温度传感器热敏电阻Rl采用日本林电工的薄膜铂电阻PtlOOO,数字万 用表Ul采用美国KEITHLEY的2000型数字万用表，总线接口卡U3采用台湾凌华的 PCI-3488型GPIB总线接口卡并安装在计算机U4的PCI插槽上，GPIB总线H和G采用市 场上通用的GPIB电缆线，数字电源U2采用美国AGILENT的E3642A型数字电源，加热片 R2采用50欧姆的薄膜蛇行加热片。使用时，通过该智能温度测控装置的计算机调用KEITHLEY2000自带的GPIB接口函 数，读出PtlOOO的双精度数值；计算机根据下面所列出的算法计算出控制电压；控制电 压通过GPIB接口函数送到E3642A， E3642A输出控制电压加热50欧姆蛇行加热片。图2给出了温度测控时计算机U4的执行步骤流程一、 首先，计算机U4进行设定初值步骤(1):比例积分微分(PID)算法中的比例系数 KP、积分系数Ki和微分系数Kd的取值范围分别为(20—300)、 (0—10)以及(0—5)，本实 施例实际操作中取了其中的较佳值IOO、 0和3;给出需要待控的设定温度Ts的值；二、 然后进行测量步骤(2):计算机读取热敏电阻R1的阻值；三、 进行误差数据处理步骤(3):根据PtlOOO的阻值温度变换公式,TP(R1-1000)/3. 85, 算出实时温度T1;输出温度温差eP= Tl-Ts，记录一分钟内所有温度温差ep绝对值之和的平均值ave(ep);四、 执行判断跳转步骤(4):判断误差数据处理步骤(3)中的ave(ep)'C的误差范围内，否(N)则继续执行控制电压数据处理步骤(5)，是(Y)则跳转到修改PID参数 数据处理步骤(7);五、 进行控制电压数据处理步骤(5):由积分误差ei-2ep"，微分误差ed-(epi—ep2)/t ， t为采样时间，以及设定初值步骤(l)中的Kp、 Ki和Kd,以及误差数据处理步骤(3)中的温度 温差ep，通过公式V= Kp*eP+ K>ei+ Kd*ed计算出控制电压V;六、 执行控制电压输出步骤(6):计算机控制数字电源输出控制电压V;程序跳转至测
量步骤(2)处继续执行；七、进行修改PID参数数据处理步骤(7):记录实时温度T1的最大值和最小值区间内的所有测量温度点；对此区间内温度误差ep的绝对值求平均得ave(ep);进而得出新的比例系数Kp=KP*setO/ ave(ep)和积分系数Ki=(V/(k*ei))/f(Tl)，其中set0为取值范围大于0、小 于O