本發(fā)明涉及信號檢測、分析及控制系統(tǒng)，特別是其精密溫度的檢測與控制。

背景技術(shù)：

溫度信號檢測與控制技術(shù)是一項工業(yè)上廣泛使用成熟的應(yīng)用技術(shù)，目前國內(nèi)在這項技術(shù)上的開發(fā)應(yīng)用企業(yè)很多，開發(fā)出來的控溫儀器或稱控溫表就高端的來講，一般控制應(yīng)用要求使用者須具有一定的相關(guān)方面的知識技能及相關(guān)的應(yīng)用經(jīng)驗，且相關(guān)參數(shù)的設(shè)定各生產(chǎn)企業(yè)不盡相同，要熟練運用就必須熟記相關(guān)說明書，而其說明書一般人要弄懂它也非易事。究其根源主要有2點，一是要調(diào)整的溫控參數(shù)項目太多，特別是PID參數(shù)的調(diào)整非專業(yè)人士不能調(diào)好。二是參數(shù)的助記符均為英文字母不直觀。針對上述缺陷我們設(shè)計的比熱測試儀基本上可以做到無須調(diào)整任何參數(shù)即可適應(yīng)大部分的工業(yè)控制，部分相關(guān)參數(shù)（包括程序輸入）均采用中文界面，操作易于上手。結(jié)合本儀器多輸入多控制的要求，本儀器達到了采樣最多6路，輸出最多4路可控硅觸發(fā)輸出（其中含一路移相觸發(fā)輸出，可自適應(yīng)50，60hz電源，），三路繼電器輸出的一套多輸入多輸出控制系統(tǒng)，同時它又是一個高精度的顯示控溫系統(tǒng)，本系統(tǒng)可在0～200度范圍內(nèi)將溫度的顯示精度提高到0.01度，控溫精度可過0.1度以內(nèi)，完全滿足了GJB1715-93對產(chǎn)品的要求。最高溫度可達2000度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種粉狀材料高溫比熱測試儀。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

粉狀材料高溫比熱測試儀，包括單片機系統(tǒng)1，AD轉(zhuǎn)換及信號輸入處理系統(tǒng)2，顯示系統(tǒng)3，鍵盤及外部隔離輸入系統(tǒng)4，與外部計算機通信系統(tǒng)5，可控硅觸發(fā)及繼電輸出系統(tǒng)6，電源系統(tǒng)7。

本儀器的電路部分采用四個集成單元，分成主板,驅(qū)動板、電源板、鍵盤板和256色顯示屏及相關(guān)外圍電路(主要是溫度采集傳感器,可控硅,加熱電路等)，構(gòu)成了本系統(tǒng)的全部電氣控制。

進一步的，所述單片機系統(tǒng)選用ATMEL公司生產(chǎn)的Atmega 128單片機。

進一步的，所述AD轉(zhuǎn)換器的選用多路輸入、高精度的A／D轉(zhuǎn)換器AD7714，采用3路全差分輸入方式。

本發(fā)明具有多輸入多控制的優(yōu)點，可達到了采樣最多6路，輸出最多4路可控硅觸發(fā)輸出（其中含一路移相觸發(fā)輸出，可自適應(yīng)50，60hz電源），三路繼電器輸出的一套多輸入多輸出控制系統(tǒng)，同時它又是一個高精度的顯示控溫系統(tǒng)，本系統(tǒng)可在0～200度范圍內(nèi)將溫度的顯示精度提高到0.01度，控溫精度可過0.1度以內(nèi)，完全滿足了GJB1715-93對產(chǎn)品的要求。最高溫度可達2000度。

附圖說明

圖1 是本儀器的結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本儀器作進一步的詳細說明。

結(jié)合附圖1，本粉狀材料中溫比熱容測試儀包括：單片機系統(tǒng)1，AD轉(zhuǎn)換及信號輸入處理系統(tǒng)2，顯示系統(tǒng)3，鍵盤及外部隔離輸入系統(tǒng)4，與外部計算機通信系統(tǒng)5，可控硅觸發(fā)及繼電輸出系統(tǒng)6，電源系統(tǒng)7。

本儀器的電路部分采用四個集成單元，分成主板、驅(qū)動板、電源板和鍵盤板，再加上外購的256色顯示屏及相關(guān)外圍電路(主要是溫度采集傳感器、可控硅、加熱電路等)，構(gòu)成了本系統(tǒng)的全部電氣控制。 256色顯示屏能夠以256種不能顏色顯示不同的字符及圖案，為整個系統(tǒng)達到方便直觀及人性化的操作界面提供了可能。

本發(fā)明的主板集成了信號放大、AD轉(zhuǎn)換、485通信、單片機系統(tǒng)、報警電路等，為了使各功能單元獨立工作而不相互產(chǎn)生干擾，我們采取了如下措施：各功能單元分區(qū)布置，485通信電路采用獨立電源與且與單片機的通信全部采用光電隔離，這部分與其它功能電路無電氣聯(lián)接，保證了其它電路不受通信的干擾和影響。而AD轉(zhuǎn)換的模擬部分也采用單獨電源，采用一點接地法避免了地線環(huán)流,同時模擬和數(shù)字地采用統(tǒng)一地平面分區(qū)布置,使數(shù)字電流的流經(jīng)地不會通過模擬地部分，這樣就避免了數(shù)字信號對模擬信號的干擾，也滿足了廠商對AD7714地線布置的要求，實驗結(jié)果表明數(shù)字轉(zhuǎn)換的有效精度可達到16位，實現(xiàn)了采樣精度的高要求。

本發(fā)明的基準電源芯片選用高精度的AD780，其輸出電壓范圍在2．5 V±1 mV，它作為熱電偶AD轉(zhuǎn)換片的參考電源，其中C32的選用很重要，一般應(yīng)采用100uF的鉭電容，否則將影響AD轉(zhuǎn)換精度2～3位。作為移相控制時的同步采樣電路，我們選用了TLP181光電隔離器，該器件對小信號有放大作用，其驅(qū)動電流也不大，其次就是限流電阻的選用，只要保證在最在工作電壓下其功耗不大于標稱功率就行了。該電路同樣無須同步變壓器、信號放大等，整個電路也是非常簡單實用。本電路采用隔離電源，與單片機通信全部采用光電隔離，避免了由于通信對電路產(chǎn)生干擾。鍵盤處理采用雙線通信的ZLG7290B芯片，該芯片可同時管理鍵盤和數(shù)碼管的顯示，我們這里只應(yīng)用了其中的鍵盤管理，有了它的管理，單片機就有更多的時間處理其它事務(wù)。本電源采用三組直流電源，2組不共地的5V電源，一組12V電源，2組不共地5V電源其中一組用來提供系統(tǒng)電源，另一組供給AD轉(zhuǎn)換模擬部分電路，其中12V提供給顯示屏的背光電源，也作為繼電器的供電電源。

這里我們采用了模糊PID控制，即是模糊控制加PID自動控制，實驗表明，這種控制方法能很好的適應(yīng)不同系統(tǒng)的控制要求并滿足相應(yīng)指標。