温度测控(1).doc - 用于合并

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1、一种新型太阳能电池组件层压机温度测控加热系统摘要：太阳能电池组件层压机是生产太阳能电池的重要设备，主要是将经过加热的玻璃、EVA胶及半导体硅片等几层物质压合在一起。层压机的加热温度是保证太阳能电池组件质量的关键参数。为解决目前现有工作台的加热系统对工作台表面温度均匀性控制不够精确，设计了一种温度测控太阳电池组件层压机加热系统，系统由温度测控系统和温度设定与显示系统等组成，其基本原理是利用电加热芯对工作台进行加热，利用单片机对温度进行测控，其温度均匀性控制精度可达±1.2℃以内。该系统结构简单、温控均匀性好，对提高层压组件层压

2、质量具有较高的实用价值和应用前景。关键词：太阳能电池组件层压机，温度测控，单片机0引言加热系统是太阳能电池层压机的一个重要部分，是层压组件层压质量的一个重要性能指标。目前现有的工作台的加热和温度控制主要采用油加热系统。油加热方式主要是利用导热油或其他介质对工作台进行间接加热，其传热效果较好，但其升温时间较长，输送热油管路复杂，而且由于导热油介质在单向流动过程中温度梯度较大且不均匀，温度均匀性不易控制，影响层压组件的层压质量工作台的表面产生温差较大。为此，本文设计了一种新型混合控温太阳能电池组件层压机加热系统，该系统利用单片机

3、对油温进行检测与控制，达到提高工作台表面温度均匀性和稳定性的目的。1温度测控系统的总体结构1.1基本结构温度测控系统是由电加热系统，温度测控系统，温度设定和显示系统等组成，如图1所示。温度检测和控制系统包括温度传感器，信号放大器，单片机，固态继电器等组成。温度设定和显示系统由芯片接口和数字显示屏组成。加热系统电加热芯传感器信号放大A/D转换AT89C518155控制电路键盘/显示电路图1混合加热系统的基本结构1.2基本工作原理当太阳能层压机开始工作时，首先接通电源启动加热系统开始对油进行加热，传感器通过放大器放大油温信号并传

4、给单片机。然后对信号进行分析检测，当测量温度与工作温度产生偏差时，系统就通过所设计的程序对固态继电器的通断进行控制，进而对加热芯进行加热调整。同时单片机将油温信号通过8155芯片接口传给LED循环显示温度。2主要部件设计2.1温度检测和控制系统2.1.1系统组成及原理温度检测及温度控制系统由传感器，信号放大器，单片机，固态继电器组成，其组成及工作原理如图2所示。PT100铂热电阻作为测量温度用的传感器把测得的油温温度信号转换为电信号，经由AD623放大器将得到的微弱信号放大经由AD0809转变为电信号，并输入AT89C51，

5、与设定值进行比较，采用专家PID算法计算并控制，然后由单片机发出指令，过控制固态继电器控制加热芯的加热。PT100温度传感器AD623放大器AT89C51固态继电器电加热芯图2温度检测及控制图AD08092.1.2硬件设计检测和控制系统的硬件由PT100铂热电阻温度传感器、AD623信号放大器、AD0809、单片机AT89C51及80Z固态继电器等组成，其结构原理如图3所示。图3硬件结构图1）PT100铂热电阻温度传感器　PT100铂热电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，具有较高的传

6、感精度及稳定性，应用温度范围广，非常适于-50℃～200℃温度范围内的精确测量。且在此温度范围内铂热电阻的电阻值与温度的关系基本为线性，所以在太阳能电池层压过程中选用铂热电阻作为温度传感器元件。2）AD623放大器[2]AD623是一个集成单电源仪表放大器，它能在单电源（+3V到+12V)下提供满电源幅度的输出。它允许使用单个增益设置电阻进行增益编程，以得到更好的灵活性，符合8引脚的工业标准配置。在无外接电阻条件下，AD623被设置为单增益（G=1）。在外接电阻后，AD623可编程设置增益，增益最高可达1000倍。AD623

7、通过提供极好的随增益增大而增大的交流共模抑制比而保持较小的误差，并且具有低功耗、宽电源电压范围、满电源幅度输出以及较高在稳定性。采集部分电路如图4所示：图4采集部分电路3）AD0809转换器ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器。它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成,ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。A/D转换子程序实现的是将模拟量的温度值转换成数字量的温度数据，用以实现模数转换，此程序中ADC0809采样了3次，对数据进行取平均值，避免误

8、差过大，并将转换结果存于2CH,2DH,2EH中。4）AT89C51AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器，器件采用AEMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS