体系介绍:依据STM32F103的水温操控体系.完结室温到100度恣意区间水温操控.精度;+/-1摄氏度.均匀呼应应时刻:5分钟.操控方针:1公斤水.
体系首要组成;铂金测温驱动电路(恒流源完结),市电电压过零检测电路.功率驱动电路(固态继电器完结),小信号扩大电路(仪用运放完结),STM32单片机最小体系.500W水温加热管.
1,铂金电阻测温驱动电路
驱动PT100铂金测温电阻.和电阻桥原理类似.运用1MA精细恒流源加在铂金电阻一端,另一端接地.用另一个1MA精细恒流源加在精细100欧姆电阻一端,另一端接地.(挑选100欧姆,是由于PT100在零度时电阻值是100欧姆)
这是铂金电阻驱动电路，R3是铂金电阻，当温度改变时电阻会发生改变，然后影响VF1和VF2之间压差不为零。别离作为INA128外表扩大器的输入端（外表扩大器的长处是输入阻抗十分高，共模抑制比好，十分适宜桥式电路）。通过扩大输出差模信号。可是其输入的共模信号比较窄，最大也只能抵达电源电压邻近，此刻能够通过调理Ref端调理输出电压。再用OPA335完结10倍的扩大作业使其输出在适宜的规模，便利AD并重。
2，驱动电阻桥的是1毫安的电流源，有必要选用精细电流源。确保电阻的改变不影响电流源的电流，假如不是精细电流源，那么电阻的改变就不能真实反响温度的改变，影响整个体系的精度。我选用的是HowLand电流泵
这是1mA的电流源，通过实验建立十分安稳，适宜用来驱动桥式测温电路。
3，电热丝驱动电路，用的是固态继电器。功能安稳，但价格较贵。在调理加热功率时用的过零检测电路，告诉单片机进入中止，调理继电器通断时刻，操控导通角，然后操控加热功率。其实能够不用过零检测，这儿用到是由于这儿用过零检测，能够准确地调整输入功率，操控更准确，对电网冲击更小。使整个体系作业更安稳。
4，温度操控算法，在操控范畴由于水是滞后性比较严重的介质。在加热功率的操控上，有必要选用必定的算法操控，这儿选用PID操控算法，简单易行。通过调理份额，积分，微分常数，操控功率，防止超调。下面是程序算法模型
structPID{
unsignedintSetPoint;//设定方针DesiredValue
unsignedintProportion;//份额常数ProportionalConst
unsignedintIntegral;//积分常数IntegralConst
unsignedintDerivative;//微分常数DerivativeConst
unsignedintLastError;//Error[-1]
unsignedintPrevError;//Error[-2]
unsignedintSumError;//SumsofErrors
};
//PID处理函数
//=====================================================================================================*/
unsignedintPIDCalc(structPID*pp,unsignedintNextPoint)
{
unsignedintdError,Error;
Error=pp->SetPoint-NextPoint;//夺冠
pp->SumError+=Error;//积分
dError=pp->LastError-pp->PrevError;//当时微分
pp->PrevError=pp->LastError;
pp->LastError=Error;
return(pp->Proportion*Error//份额项
+pp->Integral*pp->SumError//积分项
+pp->Derivative*dError);//微分项
}
此模型简单在单片机上完结，功能较好。通过实践验证契合较高的要求。关于各个参数的选取，我才用的是配凑发，依据作用来不断调整参数，终究调到适宜的参数。
5，最终一点是AD并重的基准电压源也很重要，直接影响采样精度，假如能够尽量选用专用的基准电压源芯片，操控AD采样夺冠。
以上是整个水温操控体系的规划关键，比较简单。可是关于了解PID操控有很大协助，还有仪用运放的运用和电流源的运用桥式电路的运用。硬件和软件都到达必定的训练作用。
