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智能恒温摇床采用模糊PID控温技术的优势
点击次数:254 发布时间:2018-06-14

智能恒温摇床采用模糊PID控温技术的优势

 

    随着科学技术的飞速发展和自动化程度的不断提高,我国仪器仪表行业也发生了新的变化并获得了新的发展。在这种趋势下,仪器仪表产业的也会向高科技化方向发展。对仪器仪表的要求也越来越高、越来越多,对于仪器仪表的很多特性包括快速性、稳定性、可靠性、灵敏度等都有了比以前更好的要求。

 

    温度是一个基本的物理量,自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是应用最广,也是最早开发的一类传感器。由于半导体技术的快速发展,接连研发出PN结温度传感器以及半导体温度传感器。目前,常用的温度检测器件有两种分别为热电偶和热电阻。

 

    在医学领域中,存在着大量的对温度敏感的物品,例如疫苗、血液、生物制剂等,它们通常要求从生产的首端到使用的末端全程处于相对恒温的条件下,以保证其有效性。如何知道是否达到这一要求就需要对冷链的全程进行温度的监测和控制,因此温度监测和控制是恒温系统不可缺少的重要一环。

 

    智能恒温摇床(智能恒温振荡器)是生物、制药、医学实验和生产中不可或缺的重要设备。一般情况下, 温度控制系统要维持摇床箱体内部温度稳定,为实验提供所需的温度场。然而生 化反应往往反应时间长。对温度控制精度、安全性和稳定性都有较高的要求,而且反应过程中常常出现吸热和放热现象,常使控制对象呈现时变非线性特点。针对被控对象的特点,常州英格尔仪器制造有限公司研发的智能恒温摇床选用模糊控制与PID控制结合的方法来对箱体内温度进行控制。

 

    智能恒温摇床的控制系统,核心任务是恒温摇床的温度以及速度控制系统设计与实现。由于智能恒温摇床主要用于生物实验,对温度的要求很高,因此不能像通常所做的PID调节那样,经过几个调节周期最后到达稳态。针对这种情况常州英格尔仪器制造有限公司采用了—种将PID与模糊控制相结合的控制算法。该算法在PID控制算法的基础上增加了模糊控制,达到PID控制的参数自适应控制,从而改善了系统的动态性能,在一定程度上消除了系统的稳态误差。该算法不仅能满足控制精度的要求,而且能适应不同的环境和工况。

 

    要控制温度,首先要能精确的测量温度。铂电阻PT100加上信号调理电路构成温度检测系统,在硬件上可以达到很高的精度。 通过模糊PID控制算法.在6~60℃的控温范围内可使控温精度达到±0.1℃,常用的Pt电阻接法有三线制和两线制,其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的导线长度分别加在两侧的桥臂上,使得导线电阻得以消除。

 

    由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系,所以需要进行非线性校正,校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正,模拟校正有很多现成的电路,其精度不高且易受温漂等干扰因素影响,数字化校正则需要在微处理系统中使用,将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中,根据电路中实测的AD值以査表方式计算相应温度值。为了提高温控的精度,常州英格尔智能恒温摇床采用数字化校正,因此只需将PT100测得的温度变化转换成电压信号,通过桥式测温电路方法,输出至主控单元的AD?,通过软件校正来得到精确的温度。

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