一种智能的温控装置的制作方法

本发明涉及温度自动控制领域，尤其涉及一种智能的温控装置。

背景技术：

在工业制造、制冷等生产领域以及人们的日常生活中，作为当前环境的重要因素之一的温度被人们广泛的作为参考因素来使用，用于保证各项工作的正常运行，所以以温度参数为基础而设计的温度控制系统被广泛设计和使用，传统意义的温度计采集温度信息，不仅采集精度低，实时性差，而且操作人员的劳动强度高，不利于广泛推广；有时在一些特定的场合中，由于环境因素将导致数据采集困难，这时使用传统方法容易造成资源浪费，并且可操作性差，精度低，在不同程度上限制了工作的进行和发展，所以，对高精度、低成本、实时性好的温度控制系统的需求不断增大，与温度控制相关的电子类产品的研发成为热点。

在生产生活中，尤其是在石油、化工、冶金、电力等重要工业的领域，对温度进行测量和控制的应用非常的广泛，温度的控制可以直接影响到产品的质量，例如在冶炼金属的过程中，能够比较准确的控制温度情况，据统计，可以节约大约15%的金属，电力消耗将减少17%，劳动力消耗将降低大约18%，所以说对温度进行测量并监控在各个领域是相当重要的一个步骤，而且有许多行业在工作中是需要大量这些对温度进行监控的加热设备，例如需要热处理的加热炉，坩锅炉用于融化金属，还有一些加热反应炉等等，这些设备对温度有很高的要求，所以温度便变成了重要的被控参数在工业控制中，于是加快了温度测控系统的发展速度。

随着信息化智能化产业的发展，各个领域对温度控制的要求越来越严格，越来越高，于是加速了温控器的发展，智能温控器越来越受到大家的欢迎，应用越来越广泛，由于ARM微处理器执行速度快以及各种优势，所以基于ARM的智能温控器发展迅猛。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提出了一种智能的温控装置，该装置在热电偶选型、冷端补偿方法上都做了新的尝试，并且使用了嵌入式实时操作系统u-Cos-Ⅱ进行温度检测与控制，使得温控系统更加智能化。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能的温控装置，其特征在于：

优选的，所述的热电偶传感器为K型热电偶；

优选的，所述的冷端补偿电路为电桥自动补偿电路；

优选的，所述的控制器STM32为以STM32F103VET6微控制器为核心。

本发明的优点和积极效果为。

（1）本发明装置中采用的K型热电偶相对于传统的热电偶而言线性度比较好，热电动势比较大，灵敏度比较高，稳定性与均匀性比较好，抗氧化性能强，这使得本装置比传统装置可以更准确的将温度信号转换为电压信号。

（2）本发明装置采用的电桥自动补偿法，利用了电桥的不平衡产生的电势起到补偿热电偶因为冷端的温度的改变而导致的的热电势变化值的作用，热电偶电势与不平衡电桥产生的电势极性相反，相互抵消，起到冷端温度自动补偿的作用。

（3）本发明具有灵敏度高!稳定性强和装置结构简单的优点。

附图说明

图1为本发明一种智能的温控装置监测装置的结构框图。

图2为本发明热电偶电桥补偿电路。

图3为本发明放大电路。

图4为本发明控制电路。

图5为本发明整体程序流程图。

图6为本发明控制电路流程图。

具体实施方案

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，该装置包括热电偶传感器（1）、冷端补偿电路（2）、信号放大电路（3）、控制器STM32（4）、LCD显示屏（5）、继电器控制电路（6）、加热电路（7）；

热电偶传感器（1）将采集的温度信号转换为电压信号，紧接着将电压信号送入冷端补偿电路（2），再通过信号放大电路（3）将信号放大后送入控制器STM32（4）的A/D转换接口，将模拟的电压信号转换为芯片可以处理的数字信号，该数字信号在芯片内部经过算法计算后，得到此时的实时温度，利用控制器STM32（4）的SPI总线将温度值传送给LCD显示屏（5）显示，同时控制器STM32（4）根据实时温度与用户设定温度的差值进行PID调节，通过继电器控制电路（6）得到继电器闭合的PWM脉冲以改变对加热电路（7）的控制，从而实现对温度的智能控制。

电桥补偿法就是利用了电桥的不平衡产生的电势去补偿，热电偶因为冷端温度的变化而导致的热电势的变化值，如图2所示。

补偿电桥是由电阻R1、R2、R3、Rcu四个桥臂和桥路稳压电源组成，R1、R2、R3是由锰铜丝绕制，电阻温度系数很小，Rcu是由铜丝绕制，它的阻值随温度升高而增大，将补偿电桥串联在热电偶测温回路中，电阻Rcu跟热电偶的冷端处于一样的温度状态下。

在发明装置设计的放大器中，如图3所示，R1、R2、R3、R4、R5、R6都是给出的固定的值，电路中的Rf属于可变电阻，通过调节改变可变电阻Rf的值就能够改变电压增益，达到自己想要放大的倍数。两个输入信号v1和v2都是从A1、A2两个放大器的同相端输入，存在虚短和虚断现象，以至于进入电路的电流成为0，输入电阻也就是Ri→∞，所以这种放大器被大家广泛应用在各个行业领域。

控制电路的工作过程，如图4所示，STM32F103VET6芯片在输出端输出PWM脉冲，三极管导通后，电磁继电器吸合，加热电路加热，当温度加热到设定的温度值时，三极管关断，导致电磁继电器断开，加热电路停止工作，通过继电器的闭合来控制加热电路，当采集的温度小于设定的温度时，根据PID调节PWM脉冲的频率与占空比使加热电路工作，让温度达到设定值，当达到设定温度时，调节适当的PWM脉冲频率与占空比使加热电路处于恒温状态，当不需要加热电路工作加热时，可以失能定时器，不输出PWM脉冲，继电器也就不工作了。