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根据LM35温度传感器的高精度恒温控制系统

基于LM35温度传感器的高精度恒温控制系统-LM35 是由National Semiconductor 所生产的温度传感器,其输出电压为摄氏温标。LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。由于它采用内部补偿,所以输出可以从0℃开始。LM35有多种不同封装型式。在常温下,LM35 不需要额外的校准处理即可达到 ±1/4℃的准确率。

  LM35温度传感器

  LM35 是由NaTIonal Semiconductor 所出产的温度传感器,其输出电压为摄氏温标。LM35是一种得到广泛运用的温度传感器。因为它选用内部补偿,所以输出能够从0℃开端。LM35有多种不同封装型式。在常温下,LM35 不需求额外的校准处理即可到达 ±1/4℃的准确率。

  根据LM35温度传感器的高精度恒温操控体系

  分类介绍

  其电源供给形式有单电源与正负双电源两种,其引脚如图一所示,正负双电源的供电形式可供给负温度的量测;两种接法的停止电流-温度联系,在停止温度中自热效应低(0.08℃),单电源形式在25℃下停止电流约50μA,作业电压较宽,可在4—20V的供电电压规模内正常作业十分省电。

  作业电压4~30V,在上述电压规模以内,芯片从电源吸收的电流几乎是不变的(约50μA),所以芯片自身几乎没有散热的问题。这么小的电流也使得该芯片在某些运用中特别合适,比如在电池供电的场合中,输出能够由第三个引脚取出,底子无需校准。

  现在,已有两种类型的LM35能够供给运用。LM35DZ输出为0℃~100℃,而LM35CZ输出可掩盖-40℃~110℃,且精度更高,两种芯片的精度都比LM35高,不过价格也稍高。

  根据LM35温度传感器的高精度恒温操控体系

  标准参数

  1、作业电压:直流4~30V;

  2、作业电流:小于133μA

  3、输出电压:+6V~-1.0V

  4、输出阻抗:1mA负载时0.1Ω;

  5、精度:0.5℃精度(在+25℃时);

  6、漏泄电流:小于60μA;

  7、份额因数:线性+10.0mV/℃;

  8、非线性值:±1/4℃;

  9、校准方法:直接用摄氏温度校准;

  10、额外运用温度规模:-55~+150℃。

  11、引脚阐明:①电源负GND;②电源正VCC;③信号输出S;

  传感器参数

  供电电压35V到-0.2V

  输出电压6V至-1.0V

  输出电流10mA

  指定作业温度规模

  LM35A -55℃ to +150℃

  LM35C, LM35CA -40℃ to +110℃

  LM35D 0℃ to +100℃

  根据LM35温度传感器的高精度恒温操控体系

  温度操控广泛运用于人们的出产和日子中,如大型饲养场、人工气候、无土栽培等许多场合。在这些场合里,人们都用很多的温度计来收集温度。咱们知道计量东西大多需求定时校对(惯例下一年或许半年校对一次)。可是这些运用里的温度丈量仪器一旦装置后,往往难以送到计量部分去校对。因而,对温度操控工艺曲线的在线快速检测与校对就显得十分重要。为此,作者选用PID操控技术开发了一套起计量传递效果的校对操控体系,以及一套全主动的PID参数测定与调整的温度剖析体系。

  体系硬件规划

  体系原理框图见图1,与惯例A/D转化比较,此体系有以下长处:

  1、M35合作专用的V/F转化器,具有转化线性度好,精度较高,且便于运用单片机进一步进步丈量精度;

  2、因为V/F改换自身是积分形式,所以抗干扰才能强;

  3、于V/F改换输出是脉冲,易完成光电阻隔;

  4、号传输只占有一位数据口,接口便利,成本低;

  5、于远距离传输,完成长途温度操控。

  其次,在规划体系时,易于组织具有强电阻隔、升降温操控、显现、报警、报数等功能电路。因而,本体系牢靠有用、仅有缺乏的是收集速度较慢,但对一般速度的温度操控而言,恰当的规划仍能取得高精度的操控质量。

  根据LM35温度传感器的高精度恒温操控体系

  (1)测温文V/F改换电路见图2:传感器LM35的灵敏度为 10mV/℃,合适与V-F 专用芯片LM331合作运用。信号直接从 LM35 输出端取样滤波后送到 LM331 进行 V-F改换,并使 200mV~1500mV 对应 200Hz~1500Hz。为了使信号的抗干扰才能增强,在信号改换时进行了光电阻隔。为了进步丈量精度,习惯丈量周期的要求,运用555芯片对频率信号作了分频处理。

  根据LM35温度传感器的高精度恒温操控体系

  (2)语音电路与接口:本体系选用ISD1400芯片作为温度语音电路,它有20秒的录放时刻。语音地址直接由89C52的P1口经74LS373供给。预先录制好的温度语音,由 89C52 判别被测温度,经过 74LS373 对其进行恣意组合放出,然后完成实时温度报数、预置温度报警。

  (3)过零脉冲的提取:为了在零点进行通断操控,需求提取市电的过零脉冲选用运算扩大器构成过零比较器,然后经过 NE555 芯片发生单稳态触发,调理到合适操控可控硅导通的脉冲,就能够精确地提取过零点。

  (4)市电导通周波数操控及功率驱动操控脉冲由三态门缓冲器输出,经光电阻隔后送入驱动三极管的基极,经电流扩大后驱动双向可控硅,到达功率操控的意图。

  (5)直流电机驱动电路因为直流电机作业电压为12V左右,而作业电流也比较大,因而有必要采纳功率扩大电路,为此咱们选用功率场效应管的单电压功放电路。

  (6)温度变送器电路:本单元电路以 AD694为中心,完成 0~2V 改换为 4~20mA,便于长途操控。信号传输到意图地后,再由 4~20mA 改换为 0~5V。因为从前置级输出的信号为 0~2V,所以,以 2V 作为参阅电压。

  体系软件规划

  本体系选用了相似 PID的有较高精度的加热操控算法,并运用一台微型电扇操控超调量。程序流程图见图3。

  根据LM35温度传感器的高精度恒温操控体系

  因为传感器LM35的灵敏度为10mV/℃,为确保0.1℃的操控精度,因而选用V/F改换电路使每10mV的电压改变对应 10Hz的频率改变。然后有每0.1℃的温度改变对应1Hz的频率改变,到达了分辨率为0.1℃。经过丈量送入脉冲个数来测定频率,其稳定性十分好。选用相似的离散型的 PID 算法来无量迫临预置值,到达了高精度的操控。其原理是运用电阻丝加热一供丈量用的简易的金属热平衡块。因而,受控方针能够看成是一个具有必定自衡才能的惯性体系,可用一阶惯性环节和一个推迟环节来近似。其近似传递函数为:

  G(S)=K/[(1+TS)&TImes;(1+τS)]

  在本体系中,因为T》》τ,故只需进行份额积分调理即可。最终将温度操控转化为加温脉冲个数N的操控,到达完成温控的方针一般的份额微分积分操控算法参数的整定是选用凑数法或经过温度记载仪(也或许微机)完成温度记载。而本体系可由主动测定PID参数软件,经过盯梢描绘操控曲线,验证和查看操控质量。为了习惯操控体系的一般性,本体系选用扩大呼应曲线法来挑选PID参数。取得操控方针为 65℃时的温度操控曲线,见图4。

  根据LM35温度传感器的高精度恒温操控体系

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