数字温控器在电子设备中的应用

摘要：数字电子式温度控制器是一种精确的温度检测控制器，可以对温度进行数字量化控制。

关键词：比例控制 自动调整

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0079-02

温控器可以根据控制目标的温度变化，给出导通或者断开信号的自动控制装置。也可以提供目标的温度，以方便电路采集温度数据。原理是通过温度传感器对环境温度自动进行采样、即时监控，当环境温度超出控制设定范围时控制电路启动，可以设置控制回差。

根据采集温度的原理温度控制器分为流体媒价温度控制器，双金属片温度控制器和色温型温度控制器。流体媒价温控器利用感温流体的热胀冷缩原理实现调节；双金属片温控器根据不同金属热胀冷缩的程度差别，金属弯曲变化时碰到设定的触点，使电路工作；色温型温控器根据涂料在不同温度下产生的不同色彩变化来采集数据，然后控制电路。

1 数字电子式温度控制器

数字电子式温度控制器可以进行精确的温度检测，可以对温度的变化进行数字量化控制。温控器一般采用热电阻传感器或者热电偶传感器作为温度检测元件。它的原理是：将热电阻传感器或者热电偶设计到相应电路中，安装在需要控制的目标位置，或是目标环境的监测位置，热电阻传感器或者热电偶随温度变化，就会产生相应的电压电流改变，装置内的微控制器对改变的电压电流进行检测和量化，然后显示出来，并做相应的控制。数字温度控制器具有控温精确度高、采集数据灵敏度好、数据直观、设置操作方便等特点。

2 PID控制

自动控制的基本动作顺序，测量采集数据→分析比较→给出结果并执行。其中采集数据和分析比较两部分是自动控制的实现由先决条件和核心部分。PID控制器现在是应用最广泛的工业控制器，简单易懂。

PID控制器由三个单元组成，比例单元、积分单元、微分单元。在使用时只设定这三个参数就可以（Kp，Ti和Td），其中比例控制单元不能缺少。PID可以控制线性动作的电子工业设备，虽然很多工业动作不是线性的，这时通过将其过程简化成线性的随时间变化的系统就可以了。因为Kp、Ti和Td参数可以根据过程及时整定，所以PID控制器的操作设定很容易。

数字式温控表一般可以自整定PID参数，亦可以手动设置。先选定一个时间段让系统开始工作，然后加入比例控制环节，出现临界振荡时记录放大系数和周期，在基础上调节积分和微分参数。采集的数据曲线振荡频繁则比例调大，冲高或偏小比例调小；数据偏离后回归慢则降积分时间，周期长则加长积分时间；数据振荡快则降微分，动差大波动慢微分时间加长。

3 应用实例

3.1 RXJ-35绕线机

RXJ-35绕线机是用于卷绕精密空心线圈的电子设备。以可编程控制器为核心，触摸屏作为人机操作，伺服电机为执行机构，实现转轴与排线的精确控制，保证绕线的质量和效率。设备分为机械、电气控制、气路三个部分。机械部分包括传动系统、绕线系统、线圈模具、脱模机构、加热机构、张力机构、机架等组成。可编程控制器和加热机构与数字式温控表一起，组成该设备的加热控制系统。

3.2 RBJ-150热板机

RBJ-150热板机用于CCM制造过程中柔性电路板与镜摄像头之间连接胶的固化。设备设计是双工位结构每个工位分上下两层，两工位可以分别或同时固化。设备主要有加热组件、蓝具搬运系统、模板上升系统等组成，有手动和自动两种工作模式。可编程控制器为核心，加上数字温控器和计时器组成温度控制系统。PID方式控制，固态继电器实现温度的精确控制。

热板机的工作温度在80～110℃，产品不同工艺温度就不同。同样开机后不达到要求温度，不可以开始工作。不同之处在于工作中温度不能冲高。这样就要求数字温控器给出两组输出，一组当温度到达工作温度范围时输出，二组温度高冲时输出。所以在第二设定组中EV-1设定为AL-4，EV-2设定为AL-1，然后在第一设定组中设定两组输出的使用范围。

4 结语

数字温控器技术成熟应用广泛，结合不同的测温传感器，加上简便的PID设定，可以在温度控制方面到达较高的精度和效率。在电子设备的温控系统中起到重要作用。

参考文献

[1]叶向前，夏春明.专家PID自整定算法及其应用[J].自动化仪表，1993，13（2）.

[2]张卫东.PID控制器自整定技术的发展[J].2002年世界控制大会总结报告，2002.

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