基于K型热电偶的多路温控系统的研究.pdf

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1、第4期机械设计与制造2011年4月MachineryDesign&Manufacture7文章编号：1001—3997(2011)04—0007—03基于K型热电偶的多路温控系统的研究高智慧刘学平占涛(清华大学精密仪器与机械学系，北京100084)Theresearchoftemprationcontrolsystembasedontype-kthermocoupleGAOZhi—hui，LIUXue—ping，ZHANTao(TsinghuaUniversityPrecisionInstrymentsandMechanicalDepartment，Beijing

2、100084，China)，’‘+‘‘+‘+‘+”+“++。‘+。‘+”+。+“+”+”+”+。+”+‘十‘‘+‘‘+‘++’++’+。+。++‘+’+’+。+++++。+。+。+-+-+一}【摘要】对多种高温测量与控制系统进行了比较研究，设计了一种基于K型热电偶的多路温度采}十集与控制系统。该系统由以$3C2440ARM9芯片为核心的上位机和以C8051F020单片机为核心的下位机{_；构成。上位机用于人机界面交互，并通过M。dhus串行通信协议控制下位机工作。下位机根据上位机发送的指；十令执行相应的温度采集动作，并根据上位机发送的预设温度曲线参数设置相应的PI

3、D参数，控制发热模块{i加热。实验结果表明，该系统测温范围大，测温精度高，系统稳定性好，能很好的满足各种工业温控需要。；关键词：K型热电偶；ARM；Modbus协议；温度测控系统；单片机}【Abstract】hcomparesyarioushightemperaturemeasurementandcontrolsystem，thendesigns0multipletemperatureacquisitionandcontrolsystembasedontype-Kthermocouple．Thissystemiscom—iposedofamastermachine

4、whosecoreis$3C2440ARM9ehoandaslavermachinewhosecoreisC8051F020SCM．Themastermachineisusedforhuman—machineinterfaceinteraction，andcontrolstheslayermachinethroughserialcommunicationModbusprotoco1．Accordingtotheinstructionsfromthemastermachine，theslayermachineexecutescorrespondingtemperat

5、urecollectionaction，setsthecorresponding+PIDparameters，andcontrolstheheatingo厂heatingmodule．Experimentalresultsshowthatthissystemhas{：widermeasuringtemperaturerange，highertemperaturemeasurementprecisionandbetterstability，andc帆{eari。USind“s打ialdstemperat“recro1．：；Keywords：Type-Kthermoc

6、ouple；ARM；Modbusprotocol；Temperaturemeasurementandcon一土{trolsysterm；SCMtk-+”+-+一+一十一+-+”+-+一+一+．．+”+”+”+*+++一+．-+一十一+一+”+“+++。++．+．+++++．．+。+。++++．．中图分类号：TH811文献标识码：A1引言2系统设计在电子装配、冶金、机械制造、化工等工业领域，高温(如2．1k型热电偶测温的原理1000~：)测量是一个经常性的课题，温度是工业生产中主要的工两种不同的导体组成的闭合回路就构成了热电偶，两种不艺参数之一。温度测控系统的质量经

7、常成为解决问题的关键因同材质导体接触时会产生接触电动势，同一导体当其两端温度不素。温度测量方式一般分为接触式和非接触式两类。非接触式测同时会产生温差电动势，两者叠加即为电偶回路总热电动势[1l。电温通过热辐射原理测量温度，受物体的发射率、测量距离、烟尘和偶回路总热电动势E(，)可用式(1)表示。水气等外界因素的影响，其测量误差较大。接触式测温系统相对r、f。，比较简单、运行相对可靠，且测量精度较高。在高温测量领域，接l’。J=JB洲触式测量比较常用的测温元件有基于力学原理的玻璃液体温度VOUT=(41~V／。C)×(T—To)(2)计、双金属温度计、压力式温度计和

8、基于电学原