电加热炉温度控制系统的设计 第4页

图2.1热电效应

如图，将两种不同材料导体A、B两端接在一起，一端温度为 ，另一端为T（T＞ ），这时在这个回路中将产生一个与温度 、T以及导体料性质有关的电势 （T、 ），这样构成的热电变换元件称为热电偶，可用来测量温度，这种热电效应产生的电势 （T、 ）是由珀尔帖效应和汤姆逊效应引起的。

镍铬/镍铝热电偶适用于0℃—1000℃的温度测量范围，相应输出电压为0—41.32mV。

2.4.2 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—41.32 mV变成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电流变成0—5V范围内的电压。

为了提高测量精度，变送器可以进行零点迁移。例如：若温度测量范围为400—1000℃，则热电偶输出为16.4mV—41.32mV，毫伏变送器零点迁移后输出0—10mA范围电流。这样，采用8位A/D转器就可使量化温度误差达到+/-2.34℃以内。

2.5 光耦

2.5.1 光耦的定义

耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦，是开关电源电路中常用的器件。

2.5.2 光耦的工作原理

耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，如一边是微处理器控制电路，另一边是高电压执行端，如市电启动的电机，电灯等等。之外，光耦可能有特定的结构，使光电可以进行转换。

2.6 温度控制电路

89C52对温度的控制是通过可控硅调功器电路实现的。

双向可控硅管和加热电阻丝串接在交流220V,50HZ市电回路。在给定周期T内，89C52只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，达到调节温度的目的。

可控硅接通时间可以通过可控硅控制极上触发脉冲控制。该触发脉冲由89C52用软件在P1.3引脚上产生，受过零同步脉冲同步后经光藕管和驱动器输出送到可控硅的控制极上。

下图示出了可控硅管在给定周期T内具有不同接通时间的情况。

由图可知可控硅在给定周期T的100％时间内接通时的功率最大

对于这样的执行机构，单片机只要输出能控制可控硅通断时间的脉冲作为信号就可以了，这可用一条功线通过程序输出控制脉冲。若图片无法显示请联系QQ752018766,基于单片机的电加热炉温度控制系统的设计 第4页系统,转发请注明源于www.751com.cn

为了达到过零触发的目的，需要交流电过零检测电路，此电路输出对应于50HZ交流电压过零时刻的脉冲作为触发双向可控硅的同步脉冲，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弦波过零时触发导通。过零同步脉冲由过零触发电路产生，如图2.3所示，图中电压比较器LM311用于把50HZ正弦交流电压变成方波。方波的正边缘和负边缘分别作为两个单稳态触发器的输入触发信号，单稳压触发器输出的两个窄脉冲经二极管或门混合后就得到对应于交流220V市电的过零同步脉冲。此脉冲一方面作为可控硅的触发同步脉冲加到温度控制电路，另一方面还作为计数脉冲加到单片机8031和P3.4 、P3.5输入端。

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