智能温控器的设计_开题报告

一、文献综述

国内研究现状

目前，国内的温度控制仪生产厂家虽然较多，但是国内自主研制的高精度温度控制仪却很少。温控仪也主要应用在冰箱空调等家庭电器以及工业用制冷设备，在高精密制冷设备中我国的温度控制仪还没有发挥其应有的作用。随着现代工业生产和科学研究的发展，人们对温度过程控制的要求越来越高，具体表现在温控的精度、稳定性、可靠性和多功能性等方面。传统的国产温控设备已经不能满足这些要求，特别在一些精密器件的生产线和标准检测领域方面，经常需要配套相应的测温设备。在一些测温产品实现标准化、保证产品质量的过程中，就需要提供更高要求的温度控制仪。 

目前绝大多数国产产品无法满足要求的情况下，只能从国外引进，这严重阻碍了我国现代化建设事业的发展。就目前我国的技术水平和生产设备来看，我们已经有能力研制和生产出高标准的控温仪表。

从工业温度控制器的发展过程看，大致可分为三代：

第一代温控器为定值开关控制，其方式是利用机械和电气开关，当系统温度达到事先设定的温度时，对加热源进行通断控制。目前，这种控制器在我国许多工厂的老式工业电炉中仍被使用。由于这种控制方式是当系统温度上升至设定点时关断电，当系统温度下降至设定点时开通电源，因而无法克服温度变化过程的滞后性，致使系统温度波动较大，控制精度低，完全不适用于高精度的温度控制。

第二代温控仪是采用PID方式控制的设备，它包括了采用逻辑电路的电动PID和微计算机软件PID控制调节方式，由于PID调节模型中考虑了系统的误差，误差变化及误差积累两个因素，因此，其控制性能大大地优越于第一代控制方式。

PID控制的品质的好坏，主要取决于三个系数。即比例值、积分值、微分值，只要选取的正确，对于一个确定的受控系统，其控制精度是令人满意的。但是，它的不足也恰恰在此，当三个参数一旦改变，两个控制参数也必须相应地跟着改变，此时控制品质就难以得到保证。

为了克服PID调节方式的这一弱点，人们提出了一系列自动调整参数的方法，即参数的自学习，自整定方法。这种基于具有自适应的PID算法研制的温控仪，就是目前的第三代温控仪表。目前国内温控仪相对国外温控仪而言在性能方面还存在一定的差距，它们之间最大的差别主要还是在控制算法方面，具体表现为国内温控仪在全量程内温度控制精度低，自适应性较差。这种不足的原因是多方面造成的，如针对不同的温控对象，由于控制算法的不足导致控制精度不稳定。但在价格方面，国内的温控仪相对来说要便宜一些。

（二）国外研究现状

在国外的发展中，美国福禄克公司（Fluke Corpporation）作为电子测试工具的领导者，福禄克公司提供的紧凑式高准确度标准温度炉，满足只有极少数公司才可以达到的IEC1010和CSA安全标准。其500系列温控仪有以下特点：-45℃至670℃可选温度范围，温度稳定性为0.02℃，温度一致性为0.05℃，温度不确定性0.1℃，计算机接口包括RS232标准配置，重量13.6kg，尺寸为318*203*267mm。福禄克公司旗下的HART公司更是温度校准的恒温槽世界第一销量的公司，HART设计的独一无二的控制技术能够给出±0.0001℃的温度稳定性，恒温槽设置点的高分辨力可达到小数点后5位的高精度。德国Lauda公司生产的加热/冷却恒温槽、冷却器，工作范围在-90——400℃（非同一台制冷机），温度控制精度可达±0.01℃。LAUDA校准用恒温浴槽，可用于校正各种不同长度的玻璃温度计、电子温度计和热电偶，达到0.005℃的温控精度。

国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。

二、^范文提纲

1绪论

1.1课题的背景及意义

1.2相关技术的发展概况

1.3本文研究内容

2控制器方案

2.1控制器方案设计

2.2控制器功能及原理

2.3主要芯片概述

3硬件电路设计

3.1主模块

3.2键盘设定温度模块温度上下限设置模块

3.3温度采集模块

3.4报警电路

3.5温度控制模块

3.6源模块

3.7总结

4课题设计总结

三、参考文献

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