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。