[实用新型]双控制环路恒温控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于恒温控制装置，尤其是指一种电子恒温控制装置。

背景技术

目前公知的恒温控制电子装置主要分为单控制环路P.I.D.、模糊控制两种。单控制环路P.I.D.是将预期温度值与实际温度值做差求得误差值，使用此误差值经过P.I.D.运算得到加热器功率值控制加热器；模糊控制是将预期温度值与实际温度值做差求得误差值，使用此误差值经过模糊控制算法计算，得到加热器功率值控制加热器。现有的恒温控制电子装置主要存在以下不足：单控制环路P.I.D.装置稳定时间长、瞬态响应差，参数受被控制对象影响大，参数整定困难；模糊控制稳态精度差。

发明内容

本实用新型提供一种双控制环路恒温控制装置，以解决现有技术稳定时间长、瞬态响应差，参数受被控制对象影响大，参数整定困难，模糊控制稳态精度差的问题。

本实用新型的技术方案是：外环误差放大器、外环模糊控制器、内环误差放大器依次数据连接，内环误差放大器、内环P.I.D.控制器、加热器、加热器温度传感器依次连接，加热器温度传感器与内环误差放大器数据连接，加热器、被恒温部件、外环温度传感器依次数据连接，外环温度传感器与外环误差放大器数据连接。

本实用新型的优点在于：结构新颖，稳定时间短、瞬态响应良好，参数受被控制对象影响较小，易于参数整定，稳态精度好。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型具体实施方式的电路图。

具体实施方式

外环误差放大器1、外环模糊控制器2、内环误差放大器3依次数据连接，内环误差放大器3、内环P.I.D.控制器4、加热器5、加热器温度传感器6依次连接，加热器温度传感器6与内环误差放大器3数据连接，加热器5、被恒温部件7、外环温度传感器8依次数据连接，外环温度传感器8与外环误差放大器1数据连接。

本实用新型各模块间的连接和工作原理是这样的：预先设置预期的温度值，外环误差放大器1将此温度值与外环温度传感器8实时测得的被恒温部件实际温度值进行比较求得外环误差值，外环模糊控制器2根据外环误差值通过模糊算法计算得出内环温度设定值；加热器温度传感器6实时测量加热器5的温度值，此温度值在内环误差放大器3中与内环温度设定值进行比较，并求得内环误差值；内环P.I.D.控制器4根据内环误差值进行P.I.D.运算，得出加热器功率值并控制加热器对被恒温部件7进行加热。内环路的作用是控制加热器的温度，使其始终与内环设定温度保持相等；外环路的作用是调整加热器温度，是被恒温部件的实际温度与预先设置的预期温度保持相等。

实施例1：

用于稳定半导体激光二极管的温度。其工作原理是,由电位器W1输出的电压值设置预期温度，此电压由外环误差放大器U1A与外环温度传感器R3输出的对应实际温度的电压信号进行差值放大并输出外环误差电压信号；模数转换器U2检测外环误差电压信号并将其转换为数字信号送给微控制器U3，由运行于微控制器U3内部的外环控制模糊运算程序计算出内环温度设定值并转换成电压信号输出到内环误差放大器U1B；U1B同时检测内环温度传感器R2输出的对应加热器R1温度的电压信号，与内环温度设定电压信号进行差值放大后，输出内环误差电压信号，该信号由模数转换器U4转换成数字信号后，经由运行在微控制器U5内部的P.I.D.运算程序计算出加热器功率信号，此信号控制加热器R1对恒温槽P1进行加热。D1为激光二极管，与本电路无电气连接。

在实际应用中，为达到理想的恒温性能，内环温度传感器R2应尽量靠近加热器R1安装；外环温度传感器R3应尽量靠近被恒温部件D1安装。