智能仪器课程设计-自动电阻炉温度控制器

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1、内蒙古科技大学课程设计论文智能仪表综合训练说明书题目：自动电阻炉温度控制器学生姓名：xxx学号：xxx专业：测控技术与仪器班级：测控08-1班指导教师：x30内蒙古科技大学课程设计论文摘要此电阻炉温度控制器主要是以单片机STC89C52为核心，通过S型热电偶采集热端温度并进行冷端温度补偿得到实际温度T，然后经放大电路和ADC0832模数转换，并进行线性化处理，之后经单片机STC89C52进行PID控制，并加入PID参数的调整，最后通过液晶显示器LCD1602实现温度值和PID输出值及参数值的显示。它用最简单的

2、硬件单元和软件编程实现了温度采集、温度PID控制、温度显示、上下限报警、PID参数显示、PID参数修改等功能。关键词：ADC0832；单片机STC89C52；LCD显示；PID控制；S型热电偶30内蒙古科技大学课程设计论文目录摘要1目录2第一章前言31.1热电偶31.1.1热电偶及其工作原理31.1.2热电偶的冷端温度补偿31.1.3热电偶的分类41.2PID41.2.1PID简介41.2.2PID算法介绍51.2.3位置式PID算法5第二章电阻炉温度控制器总体设计62.1功能需求62.2硬件设计72.3软件

3、设计7第三章电阻炉温度控制器硬件设计83.1S型热电偶83.1.1S型热电偶及其分度表83.1.2S型热电偶线性化处理93.2单片机STC89C52及其外围接口电路93.2.1单片机STC89C5293.2.2单片机STC89C52外围接口电路113.3ADC0832113.4LCD1602显示器12第四章软件设计144.1电阻炉温度控制器主程序144.2ADC0832数据采集子程序154.3热电偶线性化标度变换程序154.4PID控制程序164.5PID参数修改子程序174.6LCD显示子程序18第五章总结

4、19参考文献20附录A2130内蒙古科技大学课程设计论文第一章前言在使用电阻炉温度控制器之前，我们有必要了解其制作工艺和一些关键器件的概况，以便我们能够自己处理它所出现的一些小问题或者为爱好者学习提供帮助。因此这一章我们就关于电阻炉温度控制器运用的基本知识作一介绍。1.1热电偶1.1.1热电偶及其工作原理热电偶是温度测量仪表中得关键性元件，因其具有结构简单，性质稳定，测温范围宽，测量精度高、动态性能好、使用方便以及容易维护等优点，现已经被用于各种行业。特别是由于其性质稳定，在高温环境的测量中，热电偶测温占有相

5、当重要的地位。热电偶的工作原理主要是利用了热电效应，所谓热电效应，就是指两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势。直接测量介质的一端称为工作端，另一端称为冷端。1.1.2热电偶的冷端温度补偿由热电偶的测温原理可知，热电势的大小不仅与热端温度有关，而且与冷端温度有关，只有当冷端温度恒定时，才能通过热电势的大小去判断热端温度的高低。冷端温度补偿方法有冰点法，恒温迁移法，计算修正法，电桥补偿法，软件补偿法。我们这里采用计算修正法：计算修正法基于中间

6、温度定律，其计算公式如式1.1EAB（T，0）=EAB（T，T0）+EAB（T0，0）（1.1）30内蒙古科技大学课程设计论文1.1.3热电偶的分类按照工业标准化的要求，热电偶可以分为标准化热电偶和非标准化热电偶两种。标准化热电偶指工艺成熟、能批量生产、性能稳定、应用广泛，且具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件的热电偶。非标准化热电偶是指研究还不够成熟，虽然已有产品，也能够使用但是没有统一的分度表，需要个别标定，给我们的使用带来不便，因此我们日常不做使用和研究。标准化热电偶包括铂铑10-铂热电偶（S型）、

7、铂铑30-铂铑6热电偶（B型）、镍镉-镍硅热电偶（K型）、镍镉-铜镍热电偶（E型）、铜-铜镍热电偶（T型）。我们着重介绍K型和S型热电偶：S型热电偶为贵重金属热电偶，其正极导体的化学成分为铂铑合金，其中，含铑10%，含铂90%。负极为纯铂。S型热电偶具有准确度高、测温区宽、使用寿命长和稳定性好等优点。特别是其在高温下抗氧化性能好，因此我们的产品电阻炉温度控制器选用热电偶作为温度传感器。K型热电偶为目前用量最大的廉价金属热电偶。其正极的化学成分为：Ni：Cr=90:10；负极的化学成分为：Ni：Si=97:3，

8、测量温度为-200℃~1300℃。1.2PID1.2.1PID简介PID控制是工程应用中最广泛的控制规律，它的主要特点是其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便。其各种参数的特征如下：30内蒙古科技大学课程设计论文比例调节的作用是按比例反映系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用以减小偏差。比例作用大，可以加快调节，减小误差，但是过大的比例作用会使系统的稳定性下降，甚至造成系统不稳定