1、系統設計集電路口集電路口電路繼電器控制與降溫電路溫溫度信LabVIEW度控繼電器控制與加熱電路號操作平臺制采接圖 1 系統總體設計框圖單元電路方案的論證與選擇案，我們綜合各種因素做出了如下選擇。溫度信號采集電路的論證與選擇方案：本系統中我們采用MF58號采集電路。相比較方案一，方案二后續電路較復雜，且需進行溫度標定MF58 型高精度負溫度系數熱敏電阻器有許多優點：穩定性好，可靠性高；阻值范圍寬： 0.1-1000K量輕、結構堅固，便于自動化安裝（在印制線路板上；熱感應速度快、靈敏度高。故我們采用此溫敏元件。溫度控制接口電路的論證與選擇LM2907PC 機處理后輸出的頻率信號轉（相當于開關熱絲工

2、作。在一定范圍內，LM2907 的頻率和電壓轉換可成線性關系，可以實現電熱絲加熱功率和風扇轉速的連續可調。由于技術原因，我們未能實現這項功能，預留此項功能，可以作為功能擴展。加熱與降溫電路的論證與選擇由數據選擇器與兩片后接功率放大電路1.2.2頻壓轉換電路頻壓轉換電路LM2907功率升溫電路數據選擇器頻壓轉換電路LM2907功率降溫電路圖 2 加熱功率與風扇轉速的連續可調電路原理圖軟件設計主程序流程圖系統初始化設置，包括創建文件初始化、聲卡輸系統初始化設置，包括創建文件初始化、聲卡輸入初始化、聲卡輸出初始化讀取從聲卡輸入的正弦電壓，經過處理得到該正弦電壓的有效值將有效電壓值按照電壓溫度函數關系

3、，轉換成實時溫度T將實時溫度等相關信息顯示到前面板，并寫入記錄文件中將實時溫度T 與目標溫度Tr相減得到溫度差 E，再取出歷次 E 的值，經過PID 算法的處理，計算出需要控制加熱絲加熱t 秒鐘控制聲卡輸出t 秒正弦波，從而控制加熱絲加熱t 秒。延時，直到下次循環的開始。循環周期為10 秒鐘。N判斷是否停止或者出錯Y關閉聲卡輸出、出錯處理圖 3 主程序流程圖PIDPID 算法是本程序中的核心部分。我們采用PID 模糊控制技術,通過 Pvar、Ivar、Dvar（理如下：增量式PID 算法的輸出量為Un = Kp(en-en-1)+(T/Ti)en+(Td/T)(en-2*en-1+en-2)e

4、n-1en-2 分別為第nn-1 次和n-2TiTd計算機每隔固定時間 T 將現場溫度與用戶設定目標溫度的差值帶入增量式PIDPWMPWM至目標值與實測值相等，達到自動控制的目的。PIDPID 調節器參數的整定可以仿照模擬PID節器的參數。各個參數對系統性能的影響如下：比例系數PP 可以選負數，這主要是由執行機構、傳感器以及控制對象的特性P樣的情況P積分控制I 對系統性能的影響：積分作用使系統的穩定性下降，I 小（積分作用強） 會使系統不穩定，但能消除穩態誤差，提高系統的控制精度。微分控制DD前面板與虛擬儀器框圖圖4前面板樣圖圖 5 源程序（一）圖 6 源程序（二）單元電路設計溫度信號采集電路

5、（降 低信號輸出阻抗）輸出后，通過聲卡采集數據。電路圖如下所示。加入電壓跟隨器可以對前后級電路起到“隔離”作用。電壓隔離器輸出電壓近似輸入電 即輸出電壓不受后級電路阻抗影響，使前、后級電路之間互不影響。+12+5+12+5R1Q1NPN1 0KRT 1TH ERMISTR34 K 7ORV1tUiR2RE S2Uo-圖 7 溫度信號采集電路溫度控制接口電路（頻壓轉換電路）LM2907 為集成式頻率電壓轉換器，芯片中包含了比較器、充電泵、高增益運算放大器，能將頻率信號轉換為直流電壓信號，后接加熱、降溫電路。FiU1FiU1TACH+ TACH- IN-IN+CH NCC21110 26CPO C

6、OL NC NC NC38571314N10.47uFR2Uo100KR1200R310KC11000pUo圖 8 溫度控制接口電路（頻壓轉換電路）繼電器控制與加熱電路輸出信號經電流放大后控制繼電器工作，繼電器起開關作用，12V 電源單獨供電，實現“電器隔離”。R3HeaterR3HeaterK1+12R1Q1 805RELAY-SPDT1KR5 5D11N4007圖 9 繼電器控制與加熱電路原理同升溫電路。R4K2R4K2+12FANR2Q2 805RELAY-SPDT1 KR65 K1D21 N4007圖10繼電器控制與降溫電路系統測試使用的儀器儀表PCPCDT2058 數字萬用表信號發生器溫度計PIDKpKpTi Td351.3865-2.658