智能恒溫搖床采用模糊PID控溫技術的優(yōu)勢

    隨著科學技術的飛速發(fā)展和自動化程度的不斷提高,，我國儀器儀表行業(yè)也發(fā)生了新的變化并獲得了新的發(fā)展,。在這種趨勢下,，儀器儀表產(chǎn)業(yè)的也會向高科技化方向發(fā)展。對儀器儀表的要求也越來越高,、越來越多,，對于儀器儀表的很多特性包括快速性、穩(wěn)定性,、可靠性,、靈敏度等都有了比以前更好的要求。

    溫度是一個基本的物理量,，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關,。溫度傳感器是應用廣,，也是早開發(fā)的一類傳感器。由于半導體技術的快速發(fā)展,，接連研發(fā)出PN結溫度傳感器以及半導體溫度傳感器,。目前，常用的溫度檢測器件有兩種：分別為熱電偶和熱電阻,。

    在醫(yī)學領域中,，存在著大量的對溫度敏感的物品，例如疫苗,、血液,、生物制劑等，它們通常要求從生產(chǎn)的首端到使用的末端全程處于相對恒溫的條件下,，以保證其有效性,。如何知道是否達到這一要求就需要對冷鏈的全程進行溫度的監(jiān)測和控制，因此溫度監(jiān)測和控制是恒溫系統(tǒng)*的重要一環(huán),。

    智能恒溫搖床（智能恒溫振蕩器）是生物,、制藥、醫(yī)學實驗和生產(chǎn)中*的重要設備,。一般情況下,， 溫度控制系統(tǒng)要維持搖床箱體內部溫度穩(wěn)定，為實驗提供所需的溫度場,。然而生 化反應往往反應時間長,。對溫度控制精度、安全性和穩(wěn)定性都有較高的要求,，而且反應過程中常常出現(xiàn)吸熱和放熱現(xiàn)象,，常使控制對象呈現(xiàn)時變非線性特點。針對被控對象的特點,，常州英格爾儀器制造有限公司研發(fā)的智能恒溫搖床選用模糊控制與PID控制結合的方法來對箱體內溫度進行控制,。

    智能恒溫搖床的控制系統(tǒng)，核心任務是恒溫搖床的溫度以及速度控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn),。由于智能恒溫搖床主要用于生物實驗,，對溫度的要求很高，因此不能像通常所做的PID調節(jié)那樣,，經(jīng)過幾個調節(jié)周期后到達穩(wěn)態(tài),。針對這種情況常州英格爾儀器制造有限公司采用了—種將PID與模糊控制相結合的控制算法。該算法在PID控制算法的基礎上增加了模糊控制,，達到PID控制的參數(shù)自適應控制,，從而改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能，在一定程度上消除了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,。該算法不僅能滿足控制精度的要求,，而且能適應不同的環(huán)境和工況,。

    要控制溫度，首先要能的測量溫度,。鉑電阻PT100加上信號調理電路構成溫度檢測系統(tǒng),，在硬件上可以達到很高的精度。 通過模糊PID控制算法.在6~60℃的控溫范圍內可使控溫精度達到±0.1℃,常用的Pt電阻接法有三線制和兩線制,，其中三線制接法的優(yōu)點是將PT100的兩側相等的導線長度分別加在兩側的橋臂上,，使得導線電阻得以消除。

    由于鉑電阻的電阻值與溫度成非線性關系,，所以需要進行非線性校正,，校正分為模擬電路校正和微處理器數(shù)字化校正，模擬校正有很多現(xiàn)成的電路,，其精度不高且易受溫漂等干擾因素影響,，數(shù)字化校正則需要在微處理系統(tǒng)中使用，將Pt電阻的電阻值和溫度對應起來后存入EEPROM中,，根據(jù)電路中實測的AD值以査表方式計算相應溫度值,。為了提高溫控的精度，常州英格爾智能恒溫搖床采用數(shù)字化校正,，因此只需將PT100測得的溫度變化轉換成電壓信號,，通過橋式測溫電路方法，輸出至主控單元的AD模塊,，通過軟件校正來得到的溫度,。