本發(fā)明涉及溫度自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種智能的溫控裝置。

背景技術(shù)：

在工業(yè)制造、制冷等生產(chǎn)領(lǐng)域以及人們的日常生活中，作為當(dāng)前環(huán)境的重要因素之一的溫度被人們廣泛的作為參考因素來使用，用于保證各項(xiàng)工作的正常運(yùn)行，所以以溫度參數(shù)為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)被廣泛設(shè)計(jì)和使用，傳統(tǒng)意義的溫度計(jì)采集溫度信息，不僅采集精度低，實(shí)時(shí)性差，而且操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度高，不利于廣泛推廣；有時(shí)在一些特定的場(chǎng)合中，由于環(huán)境因素將導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集困難，這時(shí)使用傳統(tǒng)方法容易造成資源浪費(fèi)，并且可操作性差，精度低，在不同程度上限制了工作的進(jìn)行和發(fā)展，所以，對(duì)高精度、低成本、實(shí)時(shí)性好的溫度控制系統(tǒng)的需求不斷增大，與溫度控制相關(guān)的電子類產(chǎn)品的研發(fā)成為熱點(diǎn)。

在生產(chǎn)生活中，尤其是在石油、化工、冶金、電力等重要工業(yè)的領(lǐng)域，對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和控制的應(yīng)用非常的廣泛，溫度的控制可以直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，例如在冶煉金屬的過程中，能夠比較準(zhǔn)確的控制溫度情況，據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以節(jié)約大約15%的金屬，電力消耗將減少17%，勞動(dòng)力消耗將降低大約18%，所以說對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量并監(jiān)控在各個(gè)領(lǐng)域是相當(dāng)重要的一個(gè)步驟，而且有許多行業(yè)在工作中是需要大量這些對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控的加熱設(shè)備，例如需要熱處理的加熱爐，坩鍋爐用于融化金屬，還有一些加熱反應(yīng)爐等等，這些設(shè)備對(duì)溫度有很高的要求，所以溫度便變成了重要的被控參數(shù)在工業(yè)控制中，于是加快了溫度測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展速度。

隨著信息化智能化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)囟瓤刂频囊笤絹碓絿?yán)格，越來越高，于是加速了溫控器的發(fā)展，智能溫控器越來越受到大家的歡迎，應(yīng)用越來越廣泛，由于ARM微處理器執(zhí)行速度快以及各種優(yōu)勢(shì)，所以基于ARM的智能溫控器發(fā)展迅猛。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種智能的溫控裝置，該裝置在熱電偶選型、冷端補(bǔ)償方法上都做了新的嘗試，并且使用了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)u-Cos-Ⅱ進(jìn)行溫度檢測(cè)與控制，使得溫控系統(tǒng)更加智能化。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種智能的溫控裝置，其特征在于：

優(yōu)選的，所述的熱電偶傳感器為K型熱電偶；

優(yōu)選的，所述的冷端補(bǔ)償電路為電橋自動(dòng)補(bǔ)償電路；

優(yōu)選的，所述的控制器STM32為以STM32F103VET6微控制器為核心。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果為。

（1）本發(fā)明裝置中采用的K型熱電偶相對(duì)于傳統(tǒng)的熱電偶而言線性度比較好，熱電動(dòng)勢(shì)比較大，靈敏度比較高，穩(wěn)定性與均勻性比較好，抗氧化性能強(qiáng)，這使得本裝置比傳統(tǒng)裝置可以更準(zhǔn)確的將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

（2）本發(fā)明裝置采用的電橋自動(dòng)補(bǔ)償法，利用了電橋的不平衡產(chǎn)生的電勢(shì)起到補(bǔ)償熱電偶因?yàn)槔涠说臏囟鹊母淖兌鴮?dǎo)致的的熱電勢(shì)變化值的作用，熱電偶電勢(shì)與不平衡電橋產(chǎn)生的電勢(shì)極性相反，相互抵消，起到冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>

（3）本發(fā)明具有靈敏度高!穩(wěn)定性強(qiáng)和裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種智能的溫控裝置監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明熱電偶電橋補(bǔ)償電路。

圖3為本發(fā)明放大電路。

圖4為本發(fā)明控制電路。

圖5為本發(fā)明整體程序流程圖。

圖6為本發(fā)明控制電路流程圖。

具體實(shí)施方案

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，該裝置包括熱電偶傳感器（1）、冷端補(bǔ)償電路（2）、信號(hào)放大電路（3）、控制器STM32（4）、LCD顯示屏（5）、繼電器控制電路（6）、加熱電路（7）；

熱電偶傳感器（1）將采集的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，緊接著將電壓信號(hào)送入冷端補(bǔ)償電路（2），再通過信號(hào)放大電路（3）將信號(hào)放大后送入控制器STM32（4）的A/D轉(zhuǎn)換接口，將模擬的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為芯片可以處理的數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)在芯片內(nèi)部經(jīng)過算法計(jì)算后，得到此時(shí)的實(shí)時(shí)溫度，利用控制器STM32（4）的SPI總線將溫度值傳送給LCD顯示屏（5）顯示，同時(shí)控制器STM32（4）根據(jù)實(shí)時(shí)溫度與用戶設(shè)定溫度的差值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，通過繼電器控制電路（6）得到繼電器閉合的PWM脈沖以改變對(duì)加熱電路（7）的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的智能控制。

電橋補(bǔ)償法就是利用了電橋的不平衡產(chǎn)生的電勢(shì)去補(bǔ)償，熱電偶因?yàn)槔涠藴囟鹊淖兓鴮?dǎo)致的熱電勢(shì)的變化值，如圖2所示。

補(bǔ)償電橋是由電阻R1、R2、R3、Rcu四個(gè)橋臂和橋路穩(wěn)壓電源組成，R1、R2、R3是由錳銅絲繞制，電阻溫度系數(shù)很小，Rcu是由銅絲繞制，它的阻值隨溫度升高而增大，將補(bǔ)償電橋串聯(lián)在熱電偶測(cè)溫回路中，電阻Rcu跟熱電偶的冷端處于一樣的溫度狀態(tài)下。

在發(fā)明裝置設(shè)計(jì)的放大器中，如圖3所示，R1、R2、R3、R4、R5、R6都是給出的固定的值，電路中的Rf屬于可變電阻，通過調(diào)節(jié)改變可變電阻Rf的值就能夠改變電壓增益，達(dá)到自己想要放大的倍數(shù)。兩個(gè)輸入信號(hào)v1和v2都是從A1、A2兩個(gè)放大器的同相端輸入，存在虛短和虛斷現(xiàn)象，以至于進(jìn)入電路的電流成為0，輸入電阻也就是Ri→∞，所以這種放大器被大家廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。

控制電路的工作過程，如圖4所示，STM32F103VET6芯片在輸出端輸出PWM脈沖，三極管導(dǎo)通后，電磁繼電器吸合，加熱電路加熱，當(dāng)溫度加熱到設(shè)定的溫度值時(shí)，三極管關(guān)斷，導(dǎo)致電磁繼電器斷開，加熱電路停止工作，通過繼電器的閉合來控制加熱電路，當(dāng)采集的溫度小于設(shè)定的溫度時(shí)，根據(jù)PID調(diào)節(jié)PWM脈沖的頻率與占空比使加熱電路工作，讓溫度達(dá)到設(shè)定值，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)腜WM脈沖頻率與占空比使加熱電路處于恒溫狀態(tài)，當(dāng)不需要加熱電路工作加熱時(shí)，可以失能定時(shí)器，不輸出PWM脈沖，繼電器也就不工作了。