[发明专利]一种提高温控精度的装置及方法

说明书

本发明公开了一种提高温控精度的装置及方法，通过在开环控制基础上增加相应的闭环控制进行散热损失加热补偿，保证系统热量动态平衡，实现了恒温恒速控制，提高了温度控制精度，装置包括用于承载介质的容器，容器底部设置有用于加热介质的加热盘，容器设置有用于监测介质温度的温度传感器，温度传感器通信连接至控制器，控制器包括开环控制单元和闭环控制单元；加热盘包括开环控制负载和闭环控制负载，开环控制负载连接开环控制单元，闭环控制负载连接闭环控制单元，且控制器电连接有一个用于给装置供电的电源；或者，加热盘仅包括一个负载，负载分别连接至开环控制单元和闭环控制单元，开环控制单元电连接第一电源，闭环控制单元电连接第二电源。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种提高温控精度的装置及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，自动控制系统应用越来越广泛，但是如何通过现有技术及装置实现更高精度的控制一直是其推广应用的关键。现实生活中存在着温度、速度、浓度等各种各样物理量的控制系统，在最为普遍的温度控制中，被控对象包括各种物体或者一定空间，例如：电热盘加热水的温度自动控制系统，系统主要包括温度传感器、加热负载以及控制器三部分组成，温度传感器将检测数据实时提供给控制器，控制器根据要求判断后给控制电路发出指令，通过控制加热电源的完全断开、闭合动作或者通过控制导通角度使得电热丝类的电阻性负载分别处于停止加热或者部分加热状态，虽然导通角控制方式具有更高的控制精度，但是工程应用中由于容易引起振荡导致系统稳定性变差等性能缺陷，所以电源开关的直接闭合和断开控制方式保证系统运行的稳定性更高技术优势而获得更普遍的应用，所以下面以直接断开或者闭合电源控制方式进行讨论。

实际上被控液体的温度始终处于设定的范围内波动，如：80±2℃，其中80℃为设定温度值，±2℃为允许系统的实际温度波动范围，也就是控制精度，控制精度越高则波动范围越小，造成这种波动的主要原因正是比较大功率电热棒间歇的驱动电源开、关动作所引起，水介质加热本身就是一个典型的滞后系统，再加上大电流间歇通、断的产生冲击作用所导致，例如：一个500W的电热杯的稳定电流达到2A。因此仔细分析具体的控制过程及电热盘负载结构将有助于在不增加系统成本的条件下，通过控制方式与负载结构的变换实现提高系统控制精度的目标。