温度传感器实验

实验二十六 PT100温度控制实验

一、实验目的：

了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。 二、实验仪器：

智能调节仪、PT100、温度源。 三、实验原理：

位式调节

位式调节（ON/OFF）是一种简单的调节方式，常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制，或用于报警。位式调节仪表用于温度控制时，通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。

PID智能模糊调节

PID智能温度调节器采用人工智能调节方式，是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法，能实现高精度控制，先进的自整定（AT）功能使得无需设置控制参数。在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。

温度控制基本原理

由于温度具有滞后性，加热源为一滞后时间较长的系统。本实验仪采用PID智能模糊+位式双重调节控制温度。用报警方式控制风扇开启与关闭，使加热源在尽可能短的时间内控制在某一温度值上，并能在实验结束后通过参数设置将加热源温度快速冷却下来，可节约实验时间。

当温度源的温度发生变化时，温度源中的热电阻Pt100的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的反馈信号输给PID智能温度调节器，经调节器的电阻-电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号（加热）和继电器触发信号（冷却），使温度源的温度趋近温度设定值。PID智能温度控制原理框图如图26-1所示。

图26-1 PID智能温度控制原理框图

三、 实验内容与步骤

1．在控制台上的“智能调节仪”单元中“控制对象”选择“温度”，并按图26-2接线。 2．将2～24V输出调节调到最大位置，打开调节仪电源。

3．按住小数点位置，按

3秒以下，进入智能调节仪A菜单，仪表靠上的窗口显示“或

键可修改靠下窗口的设定值。否则提示“

”，靠下窗口”可改变

3

显示待设置的设定值。当LOCK等于0或1时使能，设置温度的设定值，按“

”表示已加锁。再按

秒以下，回到初始状态。

4．按住

3秒以上，进入智能调节仪B菜单，靠上窗口显示“

”可改变小数点位置，按

或

”，靠下窗口显示

待设置的上限偏差报警值。按“

5．继续按按

、6．继续按数，按“按“按“按“

7．继续按8．继续按9．继续按10、继续按值，按“

11、继续按

键可修改靠下窗口的上

限报警值。上限报警时仪表右上“AL1”指示灯亮。（参考值0.5）

键3秒以下，靠上窗口显示“

”，靠下窗口显示待设置的自整定开关，

设置，“0”自整定关，“1”自整定开，开时仪表右上“AT”指示灯亮。

键3秒以下，靠上窗口显示“dP”，靠下窗口显示待设置的仪表小数点位

或

键可修改靠下窗口的比例参数值。（参考值1）

键3秒以下，靠上窗口显示“P”，靠下窗口显示待设置的比例参数值，

或或或

键可修改靠下窗口的比例参数值。 键可修改靠下窗口的积分参数值。 键可修改靠下窗口的微分参数值。 或

键可修改靠下窗口的输出周期参数值。

或

键可修改靠下窗口的测量显示误差

键3秒以下，靠上窗口显示“I”，靠下窗口显示待设置的积分参数值，键3秒以下，靠上窗口显示“d”，靠下窗口显示待设置的微分参数值，键3秒以下，靠上窗口显示“T”，靠下窗口显示待设置的输出周期参数键3秒以下，靠上窗口显示“SC”，靠下窗口显示待设置的测量显示误”可改变小数点位置，按

”可改变小数点位置，按

”可改变小数点位置，按”可改变小数点位置，按”可改变小数点位置，按

”可改变小数点位置，按

差休正参数值，按“

12、继续按数值，按“考值100%）

13、继续按按

或

休正参数值。（参考值0）

键3秒以下，靠上窗口显示“UP”，靠下窗口显示待设置的功率限制参

或

键可修改靠下窗口的功率限制参数值。（参

”可改变小数点位置，按

键3秒以下，靠上窗口显示“LCK”，靠下窗口显示待设置的锁定开关，

键3秒以下，回到初始状态。

键可修改靠下窗口的锁定开关状态值，“0”允许A、B菜单，“1”只允许A菜单，

“2”禁止所有菜单。继续按度控制的效果。

14、设置不同的温度设定值，并根据控制理论来修改不同的P、1、D、T参数，观察温

五、实验报告

1．简述温度控制原理并画出其原理框图。

图26-2

实验二十七 集成温度传感器的温度特性实验

一、实验目的：

了解常用的集成温度传感器（AD590）基本原理、性能与应用。 二、实验仪器：

智能调节仪、PT100、AD590、温度源、温度传感器实验模块。 三、实验原理：

集成温度传感器AD590是把温敏器件、偏置电路、放大电路及线性化电路集成在同一芯片上的温度传感器。其特点是使用方便、外围电路简单、性能稳定可靠；不足的是测温范围较小、使用环境有一定的限制。AD590能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，在一定温度下，相当于一个恒流源，一般用于－50℃－＋150℃之间温度测量。温敏晶体管的集电极电流恒定时，晶体管的基极-发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管Ub电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。本实验仪采用电流输出型集成温度传感器AD590，在一定温度下，相当于一个恒流源。因此不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰，具有很好的线性特性。AD590的灵敏度（标定系数）为1?A/K，只需要一种＋4V～＋30V电源（本实验仪用+5V），即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为传感器调理电路单元中R2=100Ω）即可实现电流到电压的转换，使用十分方便。电流输出型比电压输出型的测量精度更高。 四、实验内容与步骤

1．重复实验二十六，将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入集成温度传感器AD590。

2．将±15V直流稳压电源接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。

3．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。

4．拿掉短路线，按图27-1接线，并将AD590两端引线按插头颜色（一端红色，一端蓝色）插入温度传感器实验模块中（红色对应a、蓝色对应b）。

5．将R6两端接到差动放大器的输入Ui，记下模块输出Uo2的电压值。

6．改变温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值。直到温度升至1200C。并将实验结果填入下表。 T（℃） Uo2（V）

表27-1

五、实验报告

1．由表27-1记录的数据数据计算在此范围内集成温度传感器的非线性误差。

图27-1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/v3sd.html