半导体制冷嵌入式智能控制仪的研究与开发

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1、东南大学硕士学位论文半导体制冷嵌入式智能控制仪的研究与开发姓名：洪俊明申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：符影杰20090330摘要测量环境的温度控制是建筑材料保温性能测试中的关键技术，其中的冷侧温度控制尤为重要，它决定了测试结果的准确性和权威性。传统的冷侧温度控制方法，由于其温度范同不适用、控制装置体积庞大、控制效果差等原因，不能满足建筑材料保温性能测试的要求。因此，研究并形成一套对小容积内的冷侧温度控制方案，对设计建筑材料保温性能测试系统、满足建筑节能管理的应用需求具有重要的意义。‘本文根据有关的国家标准并结合建筑材料保温性能现场测试具体要求，提出了基于半导体

2、制冷技术的冷侧温度控制方案，设计了一款嵌入式半导体制冷智能温控仪。它以ARM7微控制器LPC2220和可编稗逻辑器件XC95144为核心，配置了4通道温度测晕输入、制冷电源控制和标准控制电流输出、320×240点阵LCD、SD卡人容量存储接口、USB接口、RS．232／RS-485通讯接口等模块，构成仪表硬件电路；移植了gC／OS．11实时操作系统，实现了多通道实时采样、处理、显示、存储记录功能，具有丰富的图形界面、友善的人机交互功能及远程传输功能。本文研究了半导体制冷温度控制的方法，采用PID算法和模型偏差补偿算法完成了冷侧温度控制实验，通过比较实验结果，分析两种算法的实际控制效

3、果，实现了4温区半导体制冷的较高精度温度控制。最后，对本文的工作做了总结并对今后的设计开发工作提出建议。关键词：半导体制冷；gC／OS-II；模型偏差补偿；PID；温度控制东南人学硕_上学位论文AbstractThekeytechnologyinconstructionalmaterialsheat-·insulatingpropertiestestiscontrollingthetemperatureofenvironmentformeasurement．，inwhichcontrollingtheenvironmentaltemperatureofthecoldsideisof

4、vitalimportanceforitdeterminingtheveracityandauthorityofthetest．Traditionally,hydro．-heatexchangingisadoptedintherefrigerationprocedurewhosetemperatureiscontrolled,，whichdirectlyresultsinthetestequipmenttakingtoomuchspaceandreducingtheagilityofthewholesystem．Therefore,，itissignificantthatresea

5、rchingandformingasetoftechnicalsolutionsforcontrollingthetemperatureofrefrigerationprocedureinthesmall—volumeenvironment，whichCansatisfydesigningthetestsystemoftheconstructionalmaterialthermalinsulationpropertiesandmeetingtheneedsofenergyconservationforbuildings．Accordingtotherelatedrequiremen

6、tsof“Thermalinsulation～Determinationofsteady--statethermalresistanceandrelatedproperties——Heatflowmeterapparatus”(GB10295-88)．amethodofcontrollingthetemperatureforthesmall-volumecharacteristicofthetestsystemisresearchedanddevelopedinthispaper．Also，anembeddedintelligentcontrolinstrumentisdesign

7、ed,．whichisbasedonthecentralpartconsistingofanARM7·-coredmicro-．controllerLPC2220andaCPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)XC95144，configuredwith4-channelanalogsignalinput，320×240LCD．，SDcardmassstoragejinterface．，USBjinterface，RS·,232／RS．