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基于運放退飽和的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計

作者: 時間:2012-12-22 來源:網(wǎng)絡 收藏

基于以上設計思路,設計出一套由兩級組成的反饋控制電路,電路圖如圖2所示。電路輸入是由熱電偶從電爐反饋回的熱電動勢,經(jīng)第一級放大后與信號Vcon進行差值運算后經(jīng)第二級放大輸出。當熱電偶反饋信號小于Vcon時,第二級飽和輸出,555電路輸出脈沖占空比最大,從而導通時間最長,電爐加熱功率最大。當熱電偶反饋信號超過Vcon時,第二級運放開始,輸出減小,555電路輸出占空比減小,導通時間變短,電爐加熱功率變小,從而使電爐溫度在設定溫度上下變化。設定溫度值可以通過改變信號Vcon與Rf、R2的值來改變,電路簡單實用,便于調(diào)整。

2 數(shù)據(jù)分析與仿真
為了驗證電路設計參數(shù)以及與實際電路的運行結(jié)果進行對照,利用Multisire仿真軟件對電路進行了仿真測試。電路采用K型鎳鉻一鎳硅熱電偶進行反饋,K型鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表如表1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/159596.htm

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仿真中,設定900℃為溫度期望值,使運放在820℃時開始,查表1可知820℃時熱電偶反饋電動勢為34.095 mV,通過調(diào)整、Rf及R2使設定溫度為此值對應溫度。首先,在圖2所示電路輸入端加上連續(xù)變化的正弦信號(低頻)來模擬熱電偶反饋信號,正弦信號幅度為45 mV,即反饋信號Vi在0~45 mV周期性變化,查表1可知,相當于電爐溫度是在0~1 100℃周期性變化,仿真結(jié)果如圖3所示,雙蹤示波器A路(線1)顯示幅度為45 mV的正弦輸入信號,B路(線2)顯示第二級運放的輸出信號,可以看到運放是從Vi=34.321 mV處開始,由表1知對應溫度稍高于820℃,誤差較小,符合設計預期。

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