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     【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(fā)揮儀器的性能,需要對(duì)周圍的環(huán)境溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。本課題在原有恒溫箱的測控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上以提高溫度控制的精度,減小溫度控制的過渡過程時(shí)間,降低測控系統(tǒng)的硬件成本為目標(biāo),進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)研究了高精度的溫度測量技術(shù)。文中首先對(duì)NTC熱敏電阻的熱特性和電特性進(jìn)行了探討,通過對(duì)傳感器的重新標(biāo)定和建模,使傳感器在18℃~22℃的溫度范圍內(nèi)達(dá)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(duì)測量精度的影響;采用高性能的模擬開關(guān)進(jìn)行切換,實(shí)現(xiàn)了多通道測溫。最后,詳細(xì)介紹了其硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)。

      實(shí)驗(yàn)表明,該測溫系統(tǒng)在18℃~22℃的范圍內(nèi),溫度測量精度可達(dá)±0.02℃,測量分辨率為0.001℃。文中采用系統(tǒng)辨識(shí)的方法確立了恒溫箱的數(shù)學(xué)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(tǒng)中的應(yīng)用,介紹了PID控制算法數(shù)字化的方法;引入了模糊控制思想并設(shè)計(jì)了模糊控制器。通過對(duì)兩種算法的仿真比較,采用了模糊PID算法對(duì)恒溫箱系統(tǒng)進(jìn)行控制。

      最后,建立了新的溫度測控系統(tǒng)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:單點(diǎn)溫度的波動(dòng)性小于±0.02℃,溫度控制的過渡過程時(shí)間小于8000秒,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。