一種用於x射線螢光光譜儀的恆溫控制系統及控制方法
2023-07-04 18:38:31
一種用於x射線螢光光譜儀的恆溫控制系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統及控制方法，由測溫和控溫兩部分組成。測溫部分包括：恆流源驅動電路、電橋測溫電路、濾波限幅電路；控制算法採用PID線性控制器和Fuzzy控制器混合控制；加熱器驅動電路採用光電耦合器結合雙向可控矽進行交流電源控制。本發明系統性能穩定，抗幹擾能力強，可實現溫度解析度0.1℃，溫度設置及控制精度36±0.2℃。本發明系統不僅可以為X射線螢光光譜儀的樣品室和分光室提供恆溫環境，也可以應用於需要恆溫調節的小環境場合的計量與測試。
【專利說明】一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統及控制方法，屬於光譜儀恆溫控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]X射線螢光光譜分析技術，具有制樣簡單、分析精度高、準確度好、成本低、低汙染、能同時對多元素快速分析等優點，應用領域廣泛，已成為現代分析實驗室必有的三大儀器之一。據不完全統計，全國各個分析領域擁有各種類型的大功率波長色散X射線螢光光譜儀超過2000臺，並且以每年200-300臺的速度在增加或更新。由於目前國內尚無大功率波長色散X射線螢光光譜儀的生產基地，長期依賴進口，因此，研究、設計、開發擁有自主智慧財產權的X射線螢光光譜儀是十分必要的。
[0003]X射線螢光光譜定性分析的基本原理可以表述為:樣品受X射線照射後，其中各元素原子的內殼層(K、L或者M殼層)電子被激發逐出原子而引起殼層電子躍遷，並發射出該元素的特徵X射線(螢光)。每一種元素都有其特定波長(或能量)的特徵X射線。通過測定樣品中特徵X射線的波長(或能量)，便可確定樣品中存在何種元素。
[0004]X射線螢光光譜定量分析的基本原理可以表述為:元素特徵X射線的強度與該元素在樣品中的原子數量(即含量)成比例，因此通過測量樣品中某元素特徵X射線的強度，採用適當的方法進行校準與校正，便可求出該元素在樣品中的含量。
[0005]無論是定性分析還是定量分析，一般都採用晶體分光的方法測量X射線的波長或強度，分光晶體作為X射線衍射的光柵。由於晶體都存在一定的熱膨脹係數，所以溫度的變化會引起晶體的面間距變化，從而引起探測角度的變化，給測量帶來誤差。因此，儘量保持分光晶體所在環境的溫度穩定，是提高測量準確度的一個重要方面。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為了解決上述問題，提出一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統及控制方法，實現溫度解析度0.rc，溫度設置及控制精度36±0.2°C。
[0007]一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統，包括測溫和控溫兩個部分；
[0008]測溫部分包括恆流源驅動電路、電橋測溫電路、濾波放大限幅電路；
[0009]控溫部分包括控制晶片、加熱器驅動電路；
[0010]應用於一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統的控制方法，包括以下幾個步驟:
[0011]步驟一:高精度電壓基準晶片AD588BQ輸出精準的+5V的基準電壓，分別輸出至0P07AZ1的正相輸入端管腳3和0P07AZ2的反相輸入端管腳2 ；0P07AZ1構成加法器，0P07AZ2構成跟隨器，通過調整電位器R3，控制0P07AZ1的輸出端管腳6輸出0.5mA的恆定電流至電橋測溫電路驅動溫度傳感器PtlOOO ；
[0012]步驟二:溫度傳感器PtlOOO採用三線制接法，將溫度信號轉換為電壓信號；步驟一中輸出的0.5mA恆定電流經過參考電阻R9和溫度傳感器PtlOOO ；0P07AZ3對電阻R9的端電壓進行單位放大後輸入至0P07AZ5的反相輸入端管腳2 ；0P07AZ4對PtlOOO的端電壓進行2倍放大後，輸入至0P07AZ5的正相輸入端管腳3 ；0P07AZ5的輸出管腳6的輸出信號即為經過放大的由PtlOOO電阻變化引起的電壓變化；
[0013]步驟三:步驟二中輸出的電壓信號經過濾波放大後，輸入到限幅電路，將輸出信號穩定在3.3V以下，然後將該信號輸入到控制晶片中；
[0014]步驟四:根據步驟三的結果確定控制算法；控制算法採用PID線性控制器和Fuzzy控制器混合控制,在偏離設定溫度點大於±0.5°C時採用Fuzzy控制,在工作點附近±0.5°C以內採用PID控制；根據控制算法計算得到的控制量，利用控制晶片中的事件管理器EV模塊產生PWM波形，並將此波形輸出到加熱器的驅動電路；當PWM信號為高電平時，滿足觸發條件，故光耦產生電流信號從而驅動雙向可控矽導通，加熱器電源接通；當PWM信號為低電平時，光耦內部光電二極體不工作，雙向可控矽關斷，加熱器電源斷開。
[0015]本發明的優點在於:
[0016](I)恆溫控制系統抗幹擾能力強，性能穩定工作可靠；
[0017](2)採用了限幅保護，防止了瞬時高電壓所引起的擊穿破壞，有效保護了系統的穩定工作；
[0018](3)本恆溫控制系統不僅可以為X射線螢光光譜儀的樣品室和分光室提供恆溫環境，也可以應用於需要恆溫調節的小環境場合的計量與測試；
[0019](4)本恆溫控制系統控溫部分採用Fuzzy-PID混合控制，可以通過改變輸出PWM波的佔空比控制加熱器的功率，達到精確控溫的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是恆流源驅動電路的電路設計圖；
[0021 ]圖2是電橋測溫電路的電路設計圖；
[0022]圖3是濾波放大限幅電路的電路設計圖；
[0023]圖4是系統實際測量的階躍響應曲線圖；
[0024]圖5是加熱器驅動電路的電路設計圖；
[0025]圖6是恆溫控制系統的短期溫控曲線；
[0026]圖7是恆溫控制系統的長期溫控曲線；
[0027]圖8是本發明測溫模塊的完整電路圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0029]本發明是一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統，如圖8所示，包括測溫和控溫兩個部分。
[0030]測溫部分包括恆流源驅動電路、電橋測溫電路、濾波放大限幅電路。
[0031]恆流源驅動電路包括高精度電壓基準晶片AD588BQ以及具有低噪聲、低失調、高開環增益的雙極性運算放大器0P07AZ1和0P07AZ2構成，如圖1所示。
[0032]高精度電壓基準晶片AD588BQ採用雙電源供電，供電電源置於圖1中的P3位置，P3是接線端子，外接的正電源通過P3的管腳3與AD588BQ的管腳2相連，外接的負電源通過P3的管腳I與AD588BQ的管腳16相連，P3的管腳2接地。在AD588BQ的管腳2連接極性電容Cl的正極，管腳16連接極性電容C2的負極，電容Cl的負極和電容C2的正極接地。管腳I和管腳3相連後，經電容C6接地。管腳6和管腳8之間接電位器Rl和R2，Rl的抽頭與管腳12相連，R2的抽頭與管腳5相連。管腳4和管腳6相連，經過電阻R8與P3的管腳3連接。管腳7接極性電容C3的正極，C3的負極接地。管腳9直接接地。管腳10和管腳11直接相連。管腳13和管腳8相連。管腳14和管腳15相連，經過電容C7後接地。AD588BQ的管腳I和管腳3相連，輸出精準的+5V的基準電壓，經過電阻R4後分成兩路，一路輸入至0P07AZ1的正相輸入端管腳3，另一路經過電阻R5後輸入至0P07AZ2的反相輸入端管腳2。
[0033]0P07AZ2構成電壓跟隨器，輸出端管腳6與反相輸入端管腳2直接相連。管腳3與0P07AZ1的輸出端管腳6經過電阻R3相連，再經過極性電容C4接地。
[0034]0P07AZ1構成加法器，其管腳2經過電阻R6後接地，管腳6與管腳2之間接電阻R7。管腳6接電位器R3，R3的抽頭與管腳6相連。通過調整R3，控制0P07AZ1的輸出端管腳6輸出0.5mA的恆定電流至電橋測溫電路。
[0035]電橋測溫電路主要由溫度傳感器PtlOOO和運算放大器0P07AZ3和0P07AZ4構成，如圖2所示。
[0036]恆流源驅動電路輸出的0.5mA恆定電流經過由電阻R22和極性電容C4、C5組成的濾波電路後分成兩路，一路接0P07AZ3的正相輸入端管腳3，另一路驅動參考電阻R9和溫度傳感器PtlOOO。R22的兩端分別與極性電容C4和C5的正極相連，這兩個電容的負極接地。溫度傳感器PtlOOO將溫度信號轉換為電壓信號，採用三線制接法，作為電橋的一個橋臂電阻，通過接線端子Pl接入測溫電路，Pl的管腳I直接接地，管腳2接0P07AZ4的正相輸入端管腳3，Pl的管腳3與參考電阻R9相連。
[0037]0P07AZ3構成電壓跟隨器，管腳6和管腳2直接相連，對電阻R9的端電壓進行單位放大，經過電阻R14後輸入至0P07AZ5的反相輸入端管腳2 ；
[0038]0P07AZ4與電阻RlO和Rll構成電壓串聯負反饋電路，管腳6經電阻Rll與管腳2相連，再經過電阻RlO接地，構成反饋。0P07AZ4對PtlOOO的端電壓進行2倍放大後，其輸出端管腳6經電阻R12輸入至0P07AZ5的正相輸入端管腳3。
[0039]0P07AZ5起差分放大作用，反饋電阻R15置於0P07AZ5的反相輸入端管腳2和輸出端管腳6之間，電阻R13的一端接0P07AZ5的正相輸入端3，另一端接地。0P07AZ5的輸出端管腳6輸出的信號即為經過放大的由PtlOOO電阻變化引起的電壓變化，即把溫度的變化轉化成為電信號的變化。
[0040]濾波放大穩壓電路主要由運算放大器0P07AZ6和0P07AZ7，以及一系列電阻和電容組成，將0P07AZ5輸出的電壓信號進行濾波放大，如圖3所示。
[0041]0P07AZ5的輸出經電阻R16和R18後，輸入至0P07AZ6的正相輸入端管腳3，電容C8 一端接在R16和R18之間，另一端與0P07AZ6的輸出端管腳6相連，起濾波作用。電容C9 一端接0P07AZ6的正相輸入端管腳3，另一端直接接地。反饋電阻R19接在0P07AZ6的反相輸入端管腳2和輸出端管腳6之間，反相輸入端管腳2經電阻R17後直接接地。
[0042]0P07AZ6的輸出端管腳6與0P07AZ7的正相輸入端管腳3相連，反饋電阻R21接在0P07AZ7的反相輸入端管腳2和輸出端管腳6之間，反相輸入端管腳2經電阻R20後直接接地。0P07AZ7的輸出管腳6輸出的信號即為經過低通濾波放大的模擬溫度信號，經過電阻R23後連接穩壓二極體ZTO3.3V的陰極，利用穩壓二極體ZTO3.3V將輸出電壓限制在O~3.3V之內後，通過接線端子P2輸出至控制晶片的AD轉換模塊。
[0043]接線端子P2用以實現測溫電路與控制晶片的連接，管腳I接測溫電路的輸出，管腳2接地。
[0044]所有附圖中的運算放大器0P07AZ，管腳7接電源電壓+5V，管腳4接電源電壓-5V，管腳I，管腳5和管腳8懸空。
[0045]測溫電路中各元件參數為:電阻R1=100K，R2=100K, R3=15K, R4=10K, R5=10K,R6=10K, R7=10K, R8=5K, R9=1050Ω, RlO=1K, Rll=1K, R12=10K, R13=20K, R14=10K,R15=20K, R16=200K, R17=10K, R18=200K, R19=10K, R20=1K, R21=13K, R22=8.1K, R23=1K,電容 Cl=I μ F, C2=l μ F, C3=l μ F, C4=l μ F, C5=100 μ F, C6=0.01 μ F, C7=0.01 μ F, C8=l μ F,C9=lyF，運算放大器的型號為0P07AZ，電壓基準晶片的型號為AD588BQ，穩壓二極體的型號為ZTO3.3V，控制晶片採用TMS320F28335。
[0046]控溫部分包括控制晶片、加熱器驅動電路；
[0047]本系統的控制算法是在控制晶片TMS320F28335中完成，採用Fuzzy-PID複合控制，根據測溫電路輸出的溫度變化的電信號，採用相應的控制算法。當溫度偏差偏離設定點大於±0.5°C時採用Fuzzy控制，響應速度快，動態性能好；當偏差在設定點附近±0.5°C以內採用PID控制，使其靜態性能好，滿足系統控制精度。參數的確定方法如下:
[0048]l、Fuzzy 控制方法
[0049]Fuzzy控制以溫差e和溫差變化率ec作為輸入，經量化後建立相應的隸屬函數。輸入變量e的模糊語言描述為{負大，負中，負小，負零，正零，正小，正中，正大}，用字母表示為{NB, NM, NS, -O, +0，PS, PM, PB}，溫差e的論域為X，將其量化為14個等級，X= {_6，-5，-4，-3，-2，-1, -O, +0，I, 2，3，4，5，6}，輸入變量ec的模糊語言描述為{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，用字母表示為{NB，匪，NS，0，PS，PM，PB}，ec的論域為Y，將其量化為13個等級，Y= {-6，_5，-4，-3，-2,-1,0, 1,2, 3，4，5，6};輸出變量u的模糊語言描述為{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，用字母表示為{NB, NM, NS, O, PS, PM, PB}，u的論域為Z，將其量化為15個等級，Z= {-7，-6，-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2, 3,4, 5,6, 7}。溫差e的隸屬度表如表I所示。
[0050]表1溫差e的隸屬度表
[0051]
【權利要求】
1.一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統，包括測溫和控溫兩個部分； 測溫部分包括恆流源驅動電路、電橋測溫電路、濾波放大電路、限幅電路； 恆流源驅動電路包括電壓基準晶片AD588BQ、運算放大器0P07AZ1、運算放大器0P07AZ2 ； P3為供電電源接線端子，外接的正電源通過P3的管腳3與AD588BQ的管腳2相連，外接的負電源通過P3的管腳I與AD588BQ的管腳16相連，P3的管腳2接地； AD588BQ的管腳2和管腳16的輸入端分別連接極性電容Cl的正極和極性電容C2的負極，電容Cl的負極和電容C2的正極接地；管腳I和管腳3相連後，經電容C6接地；管腳6和管腳8之間接電位器Rl和電位器R2，電位器Rl的抽頭與管腳12相連，電位器R2的抽頭與管腳5相連；管腳4和管腳6相連，經過電阻R8與P3的管腳3連接；管腳7接極性電容C3的正極，C3的負極接地；管 腳9直接接地；管腳10和管腳11直接相連；管腳13和管腳8相連；管腳14和管腳15相連，經過電容C7後接地；AD588BQ的管腳I和管腳3相連，輸出精準的+5V的基準電壓，經過電阻R4後分成兩路，一路輸入至0P07AZ1的正相輸入端管腳3，另一路經過電阻R5後輸入至0P07AZ2的反相輸入端管腳2 ； 0P07AZ2構成電壓跟隨器，輸出端管腳6與反相輸入端管腳2直接相連；管腳3與0P07AZ1的管腳6經過電阻R3相連，再經過極性電容C4接地； 0P07AZ1構成加法器，管腳2經過電阻R6後接地，管腳6與管腳2之間接電阻R7 ;管腳6接電位器R3，R3的抽頭與管腳6相連；通過調整R3，控制0P07AZ1的管腳6輸出0.5mA的恆定電流至電橋測溫電路； 電橋測溫電路包括溫度傳感器Pt 1000、運算放大器0P07AZ3、運算放大器0P07AZ4 ；恆流源驅動電路輸出的0.5mA恆定電流經過由電阻R22和極性電容C4、極性電容C5組成的濾波電路後分成兩路，一路接0P07AZ3的管腳3，另一路驅動參考電阻R9和溫度傳感器PtlOOO ;電阻R22的兩端分別與電容C4和電容C5的正極相連，電容C4和電容C5的負極接地；溫度傳感器PtlOOO將溫度信號轉換為電壓信號，採用三線制接法，作為電橋的一個橋臂電阻，通過接線端子Pl接入測溫電路，Pl的管腳I直接接地，管腳2接0P07AZ4的管腳.3，Pl的管腳3與參考電阻R9相連； 0P07AZ3構成電壓跟隨器，管腳6和管腳2直接相連，對電阻R9的端電壓進行單位放大，經過電阻R14後輸入至0P07AZ5管腳2 ； 0P07AZ4與電阻RlO和電阻Rll構成電壓串聯負反饋電路，管腳6經電阻Rll與管腳2相連，再經過電阻RlO接地，構成反饋；0P07AZ4對溫度傳感器PtlOOO的端電壓進行2倍放大後，管腳6經電阻R12輸入至0P07AZ5的管腳3 ； 0P07AZ5起差分放大作用，反饋電阻R15置於0P07AZ5的管腳2和管腳6之間，電阻R13的一端接0P07AZ5的管腳3，另一端接地；0P07AZ5的管腳6的輸出即為經過放大的由溫度傳感器PtlOOO電阻變化引起的電壓變化，即把溫度的變化轉化成為電信號的變化； 濾波放大限幅電路包括運算放大器0P07AZ6、運算放大器0P07AZ7 ； 0P07AZ5的輸出經電阻R16和電阻R18後，輸入至0P07AZ6的管腳3，電容C8 —端接在電阻R16和電阻R18之間，另一端與0P07AZ6的管腳6相連；電容C9 一端接0P07AZ6的管腳3，另一端直接接地；反饋電阻R19接在0P07AZ6的管腳2和管腳6之間，管腳2經電阻R17後直接接地；0P07AZ6的管腳6與0P07AZ7的管腳3相連，反饋電阻R21接在0P07AZ7的管腳2和管腳6之間，管腳2經電阻R20後直接接地；0P07AZ7的管腳6輸出的信號即為經過低通濾波放大的模擬溫度信號，經過電阻R23後連接穩壓二極體ZTO3.3V的陰極，利用穩壓二極體ZPD3.3V將輸出電壓限制在O~3.3V之內後，通過接線端子P2輸出至控制晶片的AD轉換模塊； 接線端子P2用以實現測溫電路與控制晶片的連接，管腳I接測溫電路的輸出，管腳2接地； 所述的運算放大器0P07AZ中管腳7接電源電壓+5V，管腳4接電源電壓-5V，管腳I，管腳5和管腳8懸空； 控溫部分包括控制晶片、加熱器驅動電路； 控制晶片內採用Fuzzy-PID複合控制，根據測溫電路輸出的溫度變化的電信號，當溫度偏差偏離設定點大於±0.5°C時，採用Fuzzy控制方法，當偏差在設定點附近±0.5°C以內，採用PID控制方法，根據控制方法計算得到的控制量，利用控制晶片中的事件管理器模塊產生PWM波形，並將此波形輸出到加熱器的驅動電路； 加熱器驅動電路包括光電I禹合器、雙向可控娃VTl,控制晶片輸出的PWM信號經過電阻R1』與光電耦合器內部光電二極體的陽極管腳I相連，陰極管腳2接地；光電耦合器的管腳6經電阻R2』接雙向可控矽的管腳1，雙向可控矽的管腳2經電阻R3』與光電耦合器的管腳4相連，雙向可控矽的管腳3與光電耦合器的管腳4直接相連；電阻R4』和極性電容Cl』的正極串聯後與雙向可控矽VTl並聯；交流電220V輸入與雙向可控矽的管腳I相連，雙向可控矽的管腳2為加熱器 的驅動輸出；當PWM信號為高電平時，滿足觸發條件，故光耦產生電流信號從而驅動雙向可控矽VTl導通，加熱器電源接通；當PWM信號為低電平時，光耦內部光電二極體不工作，雙向可控矽VTl關斷，加熱器電源斷開。
2.根據權利要求1所述的一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統，所述的測溫部分中，電路中各元件參數為:電阻 R1=100K，R2=100K, R3=15K, R4=10K, R5=10K, R6=10K,R7=10K, R8=5K, R9=1050Ω， RlO=1K, Rll=1K, R12=10K, R13=20K, R14=10K, R15=20K,R16=200K, R17=10K, R18=200K, R19=10K, R20=1K, R21=13K, R22=8.1K, R23=1K，單位為歐姆；電容 Cl=I μ F，C2=l μ F，C3=l μ F，C4=l μ F，C5=100 μ F，C6=0.01 μ F，C7=0.01 μ F，C8=l μ F，C9=lμ F。
3.根據權利要求1所述的一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統，所述的Fuzzy控制方法為: Fuzzy控制以溫差e和溫差變化率ec作為輸入，經量化後建立相應的隸屬函數；輸入變量e的模糊語言描述為{負大，負中，負小，負零，正零，正小，正中，正大}，用字母表示為{NB, NM, NS, -O, +0，PS, PM, PB}，溫差 e 的論域為 X，將其量化為 14 個等級，X= {_6，-5，-4，-3，-2，-1, -O, +0, I, 2，3，4，5，6}，輸入變量ec的模糊語言描述為{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，用字母表示為{NB，匪，NS，0，PS，PM，PB}，ec的論域為Y，將其量化為13個等級，Y= {_6，_5，-4，-3，-2，-1, O, I, 2，3，4，5，6};輸出變量u的模糊語言描述為{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，用字母表示為{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}，u的論域為Z，將其量化為 15 個等級，Z= {-7，-6，-5，-4，-3，-2，-1, O, I, 2，3，4，5，6，7};溫差 e 的隸屬度表如表 I所示；表1溫差e的隸屬度表
溫差變化率ec隸屬度表如表2所示；表2溫差變化率ec的隸屬度表
輸出量U隸屬度表如表3所不；表3輸出量u的隸屬度表
建立編程實現的控制規則表如表4所示；表4規則控制表
根據建立的隸屬度表和控制規則表可得到控制器的輸出值；如當溫差e和溫差變化率ec都為負大時，得到輸出值C={1，0.7，0.1，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0}，釆用加權平均法得到精確控制量為
4.根據權利要求1所述的一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統，所述的PID控制方法為: PID控制器的微分方程為:
式中，u(t)為PID控制量；e(t)為輸入偏差信號，為設定值與實際輸出值的差；KP為比例增益，T1為積分時間常數，Td為微分時間常數，Kd為微分增益；寫成傳遞函數的形式為:
比例部分的增量為:
Δ Up (n) = Kp [e (n) _e (η-1) ](4) 式中，e (η)為第η次米樣時的偏差； 改進後的積分部分的增量為:
量為:
最終得到比例積分微分算法的精確控制量:
U (η) = U (η-1) + Δ Up (η) + Δ U1 (η) + Δ Ud (η) (8) PID控制系統根據恆溫箱體實際情況進行參數選定。
5.根據權利要求1所述的一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統，所述的加熱器驅動電路各元件參數為:電阻Rl』 =100 Ω , R2』 =360 Ω，R3』 =330 Ω，R4』 =39Ω，電容Cl，=0.01 μ F。
6.應用於權利要求1所述的一種用於X射線螢光光譜儀的恆溫控制系統的控制方法，包括以下幾個步驟: 步驟一:高精度電壓基準晶片AD588BQ輸出精準的+5V的基準電壓，分別輸出至0Ρ07ΑΖ1的正相輸入端管腳3和0Ρ07ΑΖ2的反相輸入端管腳2 ；0Ρ07ΑΖ1構成加法器，0Ρ07ΑΖ2構成跟隨器，通過調整電位器R3，控制0Ρ07ΑΖ1的輸出端管腳6輸出0.5mA的恆定電流至電橋測溫電路驅動溫度傳感器PtlOOO ； 步驟二:溫度傳感器PtlOOO採用三線制接法，將溫度信號轉換為電壓信號；步驟一中輸出的0.5mA恆定電流經過參考電阻R9和溫度傳感器PtlOOO ；0P07AZ3對電阻R9的端電壓進行單位放大後輸入至0P07AZ5的反相輸入端管腳2 ；0P07AZ4對PtlOOO的端電壓進行2倍放大後，輸入至0P07AZ5的正相輸入端管腳3 ；0P07AZ5的輸出管腳6的輸出信號即為經過放大的由PtlOOO電阻變化引起的電壓變化； 步驟三:步驟二中輸出的電壓信號經過濾波放大後，輸入到限幅電路，將輸出信號穩定在3.3V以下，然後將該信號輸入到控制晶片中； 步驟四:根據步驟三的結果確定控制算法；控制算法採用PID線性控制器和Fuzzy控制器混合控制，在偏 離設定溫度點大於±0.5°C時採用Fuzzy控制，在工作點附近±0.5°C以內採用PID控制；根據控制算法計算得到的控制量，利用控制晶片中的事件管理器EV模塊產生PWM波形，並將此波形輸出到加熱器的驅動電路；當PWM信號為高電平時，滿足觸發條件，故光耦產生電流信號從而驅動雙向可控矽導通，加熱器電源接通；當PWM信號為低電平時，光耦內部光電二極體不工作，雙向可控矽關斷，加熱器電源斷開。
【文檔編號】G05D23/24GK104048981SQ201410126409
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】麻碩, 邱忠義, 謝鵬, 宋敏, 由菁菁 申請人:北京金自天正智能控制股份有限公司