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基于单片机的温度控制系统设计
作者：蔡新梅来源：《无线互联科技》2013年第07期
摘要：在现代化生产过程中，温度的控制越来越重要和严格。文章应用单片机对温度进行控制，具有控制方便、简单和灵活性大等优点，可大幅度提高被控温度的技术指标。关键词：温度控制；MCS51；热电偶随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是4种最常见的过程变量。其中，温度是非常重要的过程变量。然而，用常规的控制方法，潜力是有限的，难以满足较高的性能要求。采用单片机对其进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可大幅度提高被测温度的技术指标，从而能大大提高产品质量和数量。本单片机温度控制系统的具体指标要求是，对加热器加热温度调整范围为600～1000℃，温度控制精度小于3℃，系统的超调量须小于15。软件设计须能进行人机对话，考虑到本系统控制对象为电炉，是一个大延迟环节，且温度调节范围较宽，所以本系统对过渡过程时间不予要求。1设计思想及功能为满足系统对温度的控制要求，本设计包括硬件电路设计和软件设计2部分。硬件电路设计主要包括：控制电路、数据采集、数据处理、模数（AD）转换；外部硬件包括接口、键盘和显示器3部分。软件部分主要运用MCS51系列单片集中的8051单片机为主控制器，通过软件设计实现人机对话功能及温度控制。主程序是本系统的监控程序，用户可通过监控程序监控系统工作。2硬件设计21温度检测部分本设计中，温度检测部位采用热电偶。热电偶式传感器适于测量温度较高的场所，在工业领域中，热电偶是最常用的温度检测元件之一。①热电偶的种类及结构形式。A热电偶的种类。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶2大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。B热电偶的结构形式。为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对其结构要求有：a组成热电偶的2个热电极的焊接必须牢固；b2个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；c补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；d保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
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②热电偶冷端的温度补偿。由于热电偶的材料一般都较贵重，而测温点到仪表的r