基于单片机的温度控制系统毕业设计(6)

XXXXXX毕业设计

图4.4

在P20=0和WR=0时8031可以使ALE和START变为高电平而启动ADC0809工作；在P22=0和ED=0时，8031可以从ADC0809接收A/D转换后的数字量。这就是说：ADC0809可以视为8031的一个外部RAM单元，地址为03F8H。因此，8031执行如下程序可以启动ADC0809工作。

MOV

DPTR, #03F8H

MOVX MOV

@DPTR, A

DPTR, #03F8H

若8031改为执行：

MOVX

A, @DPTR

则可以从ADC0809输入A/D准会后的数字量。

ADC0809的CLK由8031的ALC提供，EOC经反相器作用8031的P33口，作为中断请求输入线。

21

xxxxxxxx毕业设计

第五章 温度的检测和控制

5.1 温度检测元件的选择

温度检测元件和变送器的选择和被控温度及精度等级有关。电炉常用热电偶作为测温元件，其材料要求为：

1.耐高温--热电偶的测温范围主要取决于热电极的高温性能，在高温介质中，热电极的物理化学性能越稳定，则由它组成的热电偶的测温范围就越宽。

2.再显性好--用相同的两种热电极材料的热电偶，要求它们的电热性能相而而稳定，这样能使热电偶成批生产，并有很好的互换性。

3.灵敏度高，线性好--要求电偶所产生的温差热电势足够大，并与温度呈线性关系。

4.要求热电有为材料除能满足上述几点要求外，并希望它的电阻系数和电阻温度系数尽可能地小，且其价格便宜。

目前常用的热电偶有以下几种：

[1]铂铑／铂热电偶——其分度号为S，正极是90％铂和10％铑的合金，负极为纯铂丝。

其优点是测温精度高，可作为国际实用温标中630.74—1064.43℃范围内的基准热电偶。其物理化学稳定性高，宜在氧化性和中性气氛中使用；它的熔点较高，故测温上限亦高。在工业测量中一般用它测量1000℃以上的温度，在1300℃以下可长期连续使用，短期测温可达1600℃。但价格昂贵，热电势小。

[2]镍铬／镍硅(镍铝)热电偶——其分度号为K，正极成分是9—10％铬、0.4％硅，其余为镍，负极成分为2.5—3％硅，＜0.6％铬，其余为镍。

其优点是有较强的抗氧化性和抗腐蚀性，其他学稳定性好，热电势较大，热电势与温度问的线性关系好，其热电极材料的价格便宜，可在1000℃以下长期连续使用，短期测温可达1300℃。但在500℃以上的温度中和在还原性介质中，以及在硫及化物气氛中使用时很容易被腐蚀，所以，在这些气氛中工作时必须加保护套管，另化它的测温精度也低于铂铑／铂热电偶。

[3]镍铬／考铜热电偶——文分度号为E，正极镍铬成分为9—10％铬，0．4％硅，其余为镍；负极考铜万分为56％铜和44％镍。

其优点是热电势大，价格便宜。但不能用来测高温，其测温上限为800℃，长期使用时，只限600℃以下，另外，由于考铜合金易受氧化而变质，使用时必须加装保护套管。

[4]铂铑30／铂铑6热电偶——简称为双铂铑热电偶，分度号为B。该热电偶的正负极都是铂铑合金，仅仅是合金含量比例不同而巳，正极含铑30%，负极

22

XXXXXX毕业设计

含铑为6%，双铂铑 热电偶的抗沾污能力强，在测温1800℃温度时仍有很好的稳定性。其测温精度较高，适用于氧化性、中性介质，可以长期连续测量1400—1600℃的高温，短期测量可达1800℃。但价格昂贵，灵敏度较低。

[5]铜 /康铜热电偶--其分度号为T，正极为铜，负极为60%铜/40%镍的合金。 其优点是测温灵敏度较高，热电极容易复制，价格便宜，低温性能好，可测量—200℃低温。但其成分铜易氧化，因此一般测温上限不超过300℃。

基于测量范围，精度以及价格的考虑，本设计采用镍铬/镍硅热电偶，相应的输出电压为0mV—41.32mV。

5.2 变送器

变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成。毫伏变送器用于把热电偶输出的0—41.32mV转换成0—10mA范围内的电流。电流/电压变送器用于把毫伏变送器输出的0—10mA电流转换成0—5V范围的电压。通过转换可以使信号达到单片机所规定的电流与电压要求。

为了提高精度，变送器可以进行零点漂移。例如：若温度测量范围为400℃—1000℃，则热电偶输出为16.4mV—41.32mV，毫伏变送器零点漂移后输出0—10mV范围电流。这样，采用8位A/D转换器就可以使量化误差达到正负2.34度以内。

本设计采用BS系列JD384-TD185I-7B0电流/电压变送器，其技术参数如表5.2所示。

表5.2

23

xxxxxxxx毕业设计

5.3 温度的控制

8031对温度的控制是通过可控硅调控器实现的。双向可控硅管和加热丝串联接在交流220V，50Hz交流同步回路。在给定的周期T内，8031只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到条件温度的目的。

可控硅接通时间可以通过时间可以通过可控硅控制板上控制脉冲控制。该触发脉冲由8031用软件在P1.3引脚上产生，受过零同步脉冲后经光耦管和驱动器送到可控硅的控制极上。

图6.1过零触发电路

过零脉冲是一种50HZ交流电压过零时刻的脉冲，可使可控硅在交流电压正

24

XXXXXX毕业设计

弦波过零时刻出发导通。过零同步脉冲由触发电路产生，详细电路如图6.1所示，图中电压比较器用于把50HZ的正弦交流电压变为方波。方波的正边沿和负边沿分别作为两个单稳态触发器的输入信号，单稳态触发器输出的两个脉冲经二极管或门混合后就可以得到对应于交流220V的市点的同步脉冲。此脉冲一方面可作为可控硅的触发脉冲加到温度控制电路，另一方面还可以作为计数脉冲加到8031的T0和T1端。

25