基于单片机的导热系数测试仪

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摘  要:分析了 控温过程及采用按插值信号的比例、积分和微分计算控制量的PID控制方法.将测温计算法和PID控制方法应用于一种基于单片机设计的导热系数测定仪中.结合设计实际,对硬件电路、软件方法及产品的性能进行较详细的分析.
关键词:热电偶;单片机ID法;插值法




' F& S6 s' @8 K, \传统的导热系数测定实验课,所用仪器为电位差计、计时器温度计等,不便于单人单组操作,课后还有大量的数据需查表和计算.这样费时费力,往往使学生把大量的时间花在数据的处理上而忽略了实验的主旨,也不适合现代化教学的要求虽然在稳态平板法导热系数测定中,有人引人PID温度控制器,但普遍使用间断加热调功的方法,存在温度振荡稳定性差、过冲大等缺陷.本研究采用高性能单片机进行数据的采集与处理、数字PID运算、实时时钟、通用串口,简化了控制线路,大大降低了成本,并且容易实现多次的测量和上位机通讯,方便数据的处理、存档打印等.本研究还采用了半导体加热器件和恒流源组成控温电路,控制加热温度，使动态和静态特性得到明显改善温度更加稳定,精度可达±0.01 C。
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高性能单片机进行数据的采集与处理、数字PID运算、实时时钟、通用串口,简化了控制线路,大大降低了成本,并且容易实现多次的测量和上位机通讯,方便数据的处理、存档打印等