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序号 031220217 学 生 毕 业 设 计（论 文） 课题名称 水温控制系统的设计 姓 名 彭真祥 学 号 031220217 院、系、部 物理与电信工程系 专 业 电子信息工程 指导教师 崔宪普副教授 2007年6月10日 水温控制系统的设计 彭 真 祥 （湖南城市学院物理与电子工程系电子信息工程2班 湖南益阳 413000） 摘要：本文设计了一个水温智能控制系统，其温度可以在一定范围内由人工设定，系统对水温进行实时监控，当环境温度变化引起水温变化时，系统对水温进行自动调整，以保持设定的温度基本不变，水温用十进制数码管显示输出。 关键词： 温度 ；传感器 ；PID ；控制 Water temperature control system design Peng Zhen-xiang (Hunan City University, Yiyang ，Hunan， 413000) Abstract : This article has designed a water temperature intelligence control system, its temperature may in the certain scope by the artificialhypothesis, the system carry on the real-time monitoring to the watertemperature, when the ambient temperature change causes the watertemperature change, the system carries on the automatic control to thewater temperature, basically maintains the hypothesis the temperatureto be invariable, the water temperature demonstrates the output withthe tens digit tube. Keywords: Temperature ；Sensors ；PID ；Control 引言: 目前水温控制系统在热水器领域得到了极为广泛的应用，其中太阳能热水器成为我国太阳能利用最成熟应用最为广泛的产品，电热水器也早早走进了人们的生活，与其配套的智能化水温控制系统有着广泛的市场前景。此外，水温控制系统同样广泛应用于机械、家电、化工等领域，因此对水温控制系统进行研究有利于热水器等工业产品的改良。水温控制系统的研究应向着集成化、数字化和节能化的方向发展，越来越贴近人们的生活。 1、整体设计方案 设计制作一个水温自动控制系统，水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变，基本要求如下： (1) 控制对象为1L纯净水，容器为搪瓷器皿。 (2) 温度设定范围为40℃90℃，最小区分度为1℃，标定温差≤1℃。 (3) 用十进制数码显示水的实际温度。 2、方案比较与论证 根据水温控制系统题目的要求，在初步论证时我们设计出三种方案: 2.1 方案一 图2-1 方案一电路框图 如图2-1所示，此方案采用电压比较法，将由传感器检测到的物理量经过变换器变换成电压量然后送入比较电路，与基准电压进行比较，然后控制继电器关断来进行电炉的加热.同时将变换后的信号放大，送A/D积分变换显示出当前温度。 2.2 方案二 图2-2 方案二电路框图 如图2-2所示，本方案由传感器采样放大的信号，进行A/D变换和非线性校正后，将输出的数字量与存储器中前次采样进行比较，然后根据比较结果控制电炉工作以及当前温度显示。 2.3 方案三[1] 此方案采用8031单片机对系统进行智能化控制，不仅具有功能强、体积小、价格低的优点，而且可编程、智能化温度控制技术的广泛采用使得该系统灵活性大大增加。 图2-3 方案三电路框图 如图2-3所示，此方案控制部分采用8031单片机，输入部分采用半导体集成传感器，变换后信号经A/D采样送入CPU进行数字滤波，然后对信号进行非线性校正，并充分利用控制运算(PID)得出的控制量去控制双向可控硅的导通与关断，来切断或接通加热电源，调整电工功率，从而控制水温稳定在设定值上。 通过三种方案的比较分析，若采用前两种方案，利用常规化仪表加接触器(继电器)的断续控制方法，要达到题