温度控制方法 综述
温度控制方法是工业生产、实验室研究、医疗设备、环境控制等领域中常用的技术。温度控制的综合/精准性、适用范围、成本和能耗等因素都是选择温度控制方法时需要考虑的因素。
1.机械控制法
机械控制法是指通过机械设备实现温度控制。在这种方法中，通过调节机械设备的参数和机械结构，例如阀门和泵的位置、转速和开度，来控制温度。
2.电热控制法
电热控制法是指通过电热设备实现温度控制。常用的电热设备有加热器、温度传感器、继电器等。在这种方法中，通过调节加热器的功率和工作时间、调节温度传感器的灵敏度和位置、继电器的开/关状态等参数，来达到温度控制的目的。
3.气体控制法
气体控制法是指通过气体在系统中的流动和变化实现温度控制。在这种方法中，通过气体的压力、流速、组成和控制阀门的开/关来调节温度。常用的气体控制设备有压力传感器、流量计和相关阀门。
4.液体控制法
液体控制法是指通过液体在系统中的流动和变化实现温度控制。在这种方法中，通过液体的压力、流速、组成和控制阀门的开/关来调节温度。常用的液体控制设备有压力传感器、流量计和相关阀门。
5.光控制法
光控制法是指通过人工光源或自然光源来控制温度。在这种方法中，通过控制光源的强度、颜色、位置和时间等参数来达到温度控制的目的。这种方法主要适用于实验室研究和草坪种植等领域。
6.化学控制法
化学控制法是指通过化学反应和组分的变化来控制温度。在这种方法中，通过调节化学反应的条件和控制组分的变化来达到温度控制的目的。这种方法主要适用于化工、制药和食品加工等领域。
除了上述常用的温度控制方法外，还有其他较为特殊的方法，例如超导温度控制法、热辐射控制法等。无论使用哪种温度控制方法，都需要在实际应用中考虑目标温度的变化范围、稳定性、响应时间等因素，并根据实际情况进行参数调整和设备维护，以保证温度控制的稳定性和可靠性。
中国计量学院
计量测试工程学院2011年课程设计
课题题目： 温度控制系统的设计
学生姓名： XXX
指导教师： XXX
中国计量学院
2011年5月
1 目录
1 引言 ....................................................................................................... 2
2 设计任务及要求 .................................................................................. 2
2.1 设计任务及主要技术指标 ........................................................... 2
2.2 设计思路及方案 ........................................................................... 2
3 硬件电路设计 ...................................................................................... 4
3.1 电源电路 ....................................................................................... 4
3.2 温度采集放大电路 ....................................................................... 4
二、系统硬件电路设计
系统由温度传感器、信号的处理、信号的采集、温度的监控组成，实现
了温度的监测和控制，提高了系统的安全性、方便性。系统框图如图1所
示。温度传感器将待测物体的温度变化转换成电流变化，然后通过信号处理
电路将电流信号转变为单片机能够处理的电压信号。信号的采集采用
eyganl单片机的esoszF31o系列，c8051F31o自带10位的肋，简化T系统的设
计，不需要另设计AD采集电路。c8051F310完成对数据的采集和处理，并将
处理后的数据通过串行口发送到PC机，使用Labview编制可视化界面对温度
的实时监控，并将数据保存下来以备使用。
一)温度检测电路
温度检测电路包括温度传感器电路、电压放大电路和温度补偿电路。电
路图如图2所示。
温度传感器采用热电偶，它将温度信号转换成电势(成)信号，配以测
量mv信号的仪表或变换器，便可以实现温度的测量和温度信号的转换。热电
偶温度计由于测温范围宽，它在工程实际中的应用非常广泛。热电偶温度计
能用来测量点的温度和壁面温度，也能用来进行动态温度测量。从IK到
300OK的温区，都可选择不同型号的热电偶温度计实现温度测量。
电压放大电路:;毛用的K型热电偶，其输出的热电势非常小，每1℃约为
O、04田V，因此，为了将其转换为A/D的输入信号，必须进行放大，采用高灵
敏度高增益低漂移的集成运算放大器AD707。电路中，R1、R2、RP3决定电路
放大增益的大小，用RP3可使增益在111与131之间可调。
(二)脉宽调制电路
采用脉宽调制电路的优点是:当平台温度较低时，可以给出较宽的电压
脉冲，提供大电流对系统进行快速的加温;当温度接近于设定值，可以给出
较窄的脉冲，提供小电流进行加温;当温度镇在设定值范围内时，脉宽调制
电路可以给出更窄的脉冲，提供给微小的加温电流，使系统的温度始终保持
在要求的范围内。
该电路以电压驱动型脉宽调制控制集成电路TL494为核心元件并加上简
温度液位控制系统
系统功能
1.系统由水泵从‘供水池’向‘加热水箱’中注入冷水。水泵出水口安装有压力变送器。当出水阀门开度变化时，水泵出水口的压力也会随之变化，压力变送器将信号变送至PLC，信号经运算后通过反馈控制调节变送器，变送器控制电机转速大小，使出水口的水压不变。
由流量、流速、截面积、水压之间的关系式:
Q=μ*A*(2*P/ρ)^0.5
式中Q——流量，m^/S；
μ——流量系数，与阀门或管子的形状有关；0.6~0.65；
A——面积，m^2；
P——通过阀门前后的压力差，单位Pa；
ρ——流体的密度，Kg/m^3；
由上述关系知，当出水口压力不变时，压差P为定值，流量Q只和截面积即阀门开度A有关，从而方便水箱进水量的控制。同时水箱进出口安装有流量变送器，实时检测水流量，并与设定值比较，得出的偏差控制阀门开度，达到进水量无差控制。
2.水箱内部安装‘液位’变送器，检测水箱的液位高度。当进水流量不变且适当时，通过调节出水口阀门开度，能够使得水箱的液位保持在恒定高度。通过PID控制，当系统有扰动时（进水流量变化时），系统能够在一定的时间内通过PID调节使系统重新恢复稳定状态。
3.系统通过‘加热器’将水箱中的冷水加热，并在水箱内部和水箱出水口分别安装温度变送器，以水箱出口温度为主控制变量，保证出口温度，同时引入水箱内部温度为辅助控制变量，以稳定主变量，极大限度的消除扰动对系统主变量的干扰。通过这种串级控制，使水箱出口温度可控。
系统要求
1. 注入水箱的水流量Q可控。
2. 水箱的液位H可控。
3. 水箱出口水的温度T可控。
4. 系统可通过手/自动调节各个阀门。
注：系统稳定时注入水箱的水的流量等于水箱出口的水流量。
Q、H、T的值可通过系统设置。
系统PID参数可调，以便理解PID控制算法。
系统控制原理
系统由两个闭环控制系统组成。
1. 水箱注水量与液位高度闭环控制。
