单片机测控技术在平板导热系数仪研制中的应用

样周期，S

I―― 积分时间，S

D―― 微分时间，S

P―― 比例调节的比例带。

这里要特别说明的是：我们采用的P值与一般教科书上所讲的略有区别，一般教科书上把P称为比例系数，我们这里借鉴了过去DDZ-Ⅱ型仪表控制下的“比例带”概念，用 这个数据来代替比例系数，这样有如下两点好处：首先，在人机接口的输入下，只需输入两位整数，就能得到很精确的小数表示的比例系数;其次，对于曾经经历过仪表控制的操作人员来讲，输入数据更直观。

2.3 热电偶信号调理（图3）：

　　本系统应用K型热电偶，导热系数测定过程中通常温度范围小于100℃，为保证测量精度，热电偶线性化软件我们每隔5℃分一段，并且精确到小数点后两位。硬件调理电路截取K型热电偶100℃的热电势4.095mv作为输入满量程，放大到5V，提供给AD转换器，要求调理电路放大倍数达1200多倍，为此我们选取高精度斩波自稳零运算放大器ICL7650，构成两级运算放大器，每级放大倍数小于40倍，在放大器反馈回路并联一几百皮法的电容，可有效防止电路的振荡，又不会影响电路的工作状态。ICL7650除了具有普通运算放大器的特点和应用范围外，还具有高增益、高共模抑制比、失调小和漂移低等特点，利用动态校零技术消除了CMOS器件固有的失调和漂移，所以常被应用于热电偶、电阻应变电桥、电荷传感器等测量微弱信号的电路中。应用中图3所示的C3、 C4两个电容即在动态校零中起关键作用，要选择稳定性能较好的CBB电容。

热电偶冷端补偿采用温度器件AD590，其内部采用激光修刻技术制作，使得环境温度每变化1℃时，输出电流精确变化1uA，此电流流经固定电阻（阻值取决于热电偶的塞贝克系数），产生压降，将此电动势加到热电偶输入端，实现冷端补偿。因为AD590使用K氏温度标定，故在本应用中前级放大电路采用差动放大的形式。校正时只需将热电偶输入端短路，将AD590置于冰水混合物中，调整基准电压，使得放大电路的输出为零，以后随着环境温度的变化自动补偿。在精度要求不高的场合，可用温度计测出温度，然后计算出流经R0的电压，再调整基准电压使二者相等亦可。

人机接口：本装置我们采用了4×4键盘作为输入，北京拓普公司生产的5吋单色液晶显示器作为输出。所有工况数据均显示在一个屏幕上，操作采用汉字提示，参数修订直观。操作者不需进行任何开关的切换便能对整个工况一目了然，系统达到稳态时只需按下一个按钮，单片机便能将所测定的材料的导热系数、加热系统的电功率计算并显示出来。

3 结束语

综上所述可看出，将日臻成熟的单片机测控技术应用于其他产业领域，对产业的促进会起到巨大的推动作用，经过近二十年的发展，单片机技术已日臻完善，编程语言多样化，新颖器件不断出现，用微处理器改革单一的数字仪表，形成智能化已成大势所趋。本应用里只需在单片机系统中增加一片通讯器件，对软件略做增加，就能实现和计算机的数据通讯，利用计算机强大的数据计算及数据管理能力进行待测试件的数据分析与统计。

参考文献：

[1] 杨振江等.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社;2001.

[2] 丁元杰.单片微机原理及应用[M].北京：机械工业出版社

[3] 吴祖国.ICL7650斩波稳零运算放大器的原理及应用　[J].国外电子元器件，2003，4:41-42.