吳迪

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷向前發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也日新月異，人們的生活水平不斷提高，對(duì)產(chǎn)品的要求也是水漲船高。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)展生產(chǎn)新產(chǎn)品，企業(yè)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的溫度提出了很高的要求，那么良好的溫度控制系統(tǒng)就顯得尤為重要了。應(yīng)用單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心元件，既能實(shí)現(xiàn)相關(guān)控制的要求，又能提高整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。本文詳細(xì)說(shuō)明了基于單片機(jī)為核心的整個(gè)系統(tǒng)功能及運(yùn)行狀態(tài)，提出了設(shè)計(jì)方案。

隨著技術(shù)水平的不斷提高，人們對(duì)相關(guān)的生產(chǎn)溫度要求，越來(lái)越高。那么怎么樣進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，就成了相對(duì)重要的問(wèn)題。同時(shí)在傳輸?shù)倪^(guò)程中也要保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，并且要采取相應(yīng)的技術(shù)來(lái)控制溫度，保證在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，是所有溫度控制系統(tǒng)所面臨的的重要問(wèn)題。單片機(jī)作為控制核心，能夠方便簡(jiǎn)單的對(duì)溫度指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)和控制，使產(chǎn)品能夠在一定相對(duì)恒定的溫度下生產(chǎn)。

一、系統(tǒng)的功能及工作原理

（一）系統(tǒng)的功能。這個(gè)系統(tǒng)中最重要的是核心元器件，就是單片機(jī)，它的主要作用就是通過(guò)儀器設(shè)備對(duì)溫度進(jìn)行檢查，并將完整的數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，單片機(jī)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，然后自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度到標(biāo)準(zhǔn)溫度。保證生產(chǎn)過(guò)程中的溫度相對(duì)穩(wěn)定，確保產(chǎn)品能夠保質(zhì)保量的生產(chǎn)。

（二）系統(tǒng)的工作原理。利用傳感器來(lái)收集溫度信號(hào)，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大后傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)對(duì)這些信號(hào)的相關(guān)的過(guò)濾，去掉干擾項(xiàng)，然后經(jīng)過(guò)與控制量的對(duì)比，確定需要調(diào)節(jié)的量，并將結(jié)果傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)處理，保證溫度的恒定。

二、基于單片機(jī)的溫度檢測(cè)方式

實(shí)際應(yīng)用中，一種是利用半導(dǎo)體溫度傳感器來(lái)收集溫度，這種傳感器能夠輕易的將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓或者電流信號(hào)，使兩種信號(hào)存在一定的數(shù)量關(guān)系。通過(guò)儀器處理可以實(shí)時(shí)現(xiàn)實(shí)相對(duì)應(yīng)的溫度。

使用熱電偶來(lái)測(cè)量溫度是另一種方法，這種方式適用于很多不是能夠直接測(cè)量的地方和要求精度較高的地方，由于熱電偶測(cè)量需要很長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間，并且電路易受外界干擾，容易產(chǎn)生較大誤差，對(duì)使用的環(huán)境要求較高。

溫度的檢查方法有很多種分類(lèi)，按照敏感元件與被測(cè)介質(zhì)是否有接觸，可分為接觸式和非接觸式兩種，兩種方法有著不同都得檢查區(qū)間。接觸式是按照物體受熱后，發(fā)生熱膨脹，并將這種膨脹傳導(dǎo)到儀器儀表上的一種方式。另一種方法是是通過(guò)熱輻射與被測(cè)物體溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)確定溫度的。

在這個(gè)系統(tǒng)中，單片機(jī)可以根據(jù)需要進(jìn)行定時(shí)定期對(duì)被測(cè)物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)和顯示，當(dāng)溫度高于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，進(jìn)行操作和報(bào)警，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，方便維護(hù)人員查閱。

三、溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）硬件電路設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路是由單片機(jī)、傳感器、顯示器、執(zhí)行原價(jià)、調(diào)節(jié)閥等組成。其中單片機(jī)是核心元件，通過(guò)傳感器收集信號(hào)，再傳給單片機(jī)，經(jīng)過(guò)處理后，控制執(zhí)行元件，來(lái)調(diào)節(jié)溫度。同時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況，增加外圍設(shè)備比如：鍵盤(pán)、報(bào)警電路與顯示儀器等，完善系統(tǒng)的相關(guān)功能。

（二）軟件設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的軟件也是由C語(yǔ)言編程的，系統(tǒng)的操作軟件也是通過(guò)C語(yǔ)言編成，這也有利于維護(hù)和識(shí)讀。主程序分成若干個(gè)模塊，并用接口將它們連接在一起。主程序用于監(jiān)測(cè)溫度的變化，并對(duì)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，控制各個(gè)子程序的運(yùn)行，達(dá)到資源的有效配置和優(yōu)化。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行跟蹤比對(duì)，一旦出現(xiàn)偏差就會(huì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，達(dá)到溫度控制的目的。

（三）溫度檢測(cè)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。在溫度測(cè)量中，有一種傳感器的應(yīng)用，給檢測(cè)工作帶來(lái)了很大的突破，它就是熱電偶傳感器。它具備很多優(yōu)點(diǎn)：熱電性質(zhì)穩(wěn)定，不隨時(shí)間而變化，有足夠的物理化學(xué)穩(wěn)定性，不易氧化或腐蝕；電阻溫度系數(shù)小，導(dǎo)電率高，比熱?。粶y(cè)溫中產(chǎn)生熱電勢(shì)要大，并且熱電勢(shì)與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數(shù)關(guān)系；材料復(fù)制性好，機(jī)械強(qiáng)度高，制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。熱電偶傳感器也有自身的缺陷，它的輸出信號(hào)要經(jīng)過(guò)一定的處理才能被使用。

基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)被越來(lái)越多的應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中。它不僅能夠?qū)囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，還能通過(guò)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。這些特點(diǎn)，使生產(chǎn)的效率大大提升，具有很高的應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值，將來(lái)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的使用一定會(huì)更加廣泛。