恒温
循环水槽（上海以恒科学仪器有限公司）中的水除温度波动外,梯度也要小 ,因此必须选择合适的槽体结构 。在设计中选择了内外桶圆柱型槽体 ,将搅拌器放于内桶中, 工作时水流在内外桶之间流动。整个控制电路要求工作在温度恒定的条件下,因此要求控制电路与槽体间要有良好的热屏蔽 ,使水温升高时不波及控温电路 。设计中采用了两种办法:其一使槽体与控制电路有一定的距离,并且用隔热材料加以隔离;其二将控制电路安装在一个小型的控温槽内,该控温要求不高 ,使用两位式调节方法即可 ,并将控温点固定在高于室温的值上(本例为 35 ℃)。
恒温控制电路由温度设定和恒温加热两部分电路组成。
温度设定电路为恒温加热电路提供工作条件,由键盘设定电路结合软件编程来共同实现 。每个设定按键除与 8255 的 I0 口相连外, 还通过一个与门与ADμC812的定时器 T0 相连, 以便当按键按下后立刻向ADμC812 申请中断(低电平有效)并查询 825 口状态,以便进行相应的功能控制。将 4 只温度设定键
对应的设定值范围定义为“00.00”———“99.98”且每个按键对应一位数字 。由于 ADμC812 的输出数模转换器DAC 是 12 位的, 其分辨力为 1/4096 ≈0.0002,则当选用 5V 基准电压时其转换电压最小值为0.001V,因此在设定温度值时,将该温度设定步进值定义为 0.02℃,则当设定键值为 0001 时ADμC812 的
DAC 输出为 0.001V 对应的 0.02℃,也就是说温度为1℃时对应 DAC 输出电压 0.05V, 当电压为 5V 时对应温度值为100.00℃,这样通过设定键的状态由软件来完成设定值的存储和显示。
恒温加热电路是整个水槽的关键电路, 通常温度调节方式有两位式调节、时间比例调节、三位式调节和 PID 调节等几种, 为了减少温度的波动 , PID调节方式是最适合的 ,在 PID 调节方式中“I”的作用是减小系统误差 。由于计量过程中并不是以设定值作为最终标准的 ,而是以标准温度测量值及标准温度计作为标准的。PID 方式中的“D”具有超前作用, 可以补偿温度的滞后 ,这个作用只有在控制对象扰动时才起作用, 而恒温水槽在工作中没有大的扰动。针对以上情况 , 我们只采用 PID 方式中的“P”方式 ,即比例调节方式。确定了调节方式后 ,也就确定了加热电路 。由比例调节方式要求加热器连续加热且功率可调, 由于控制对象较大(80kg 水), 所以加热功率较大 ,用交流电加热较合适, 调节交流电加热功率简单易控的方法就是可控硅电路。
