說說晶體生長(zhǎng)控制中的高精度控溫系統(tǒng)
更新時(shí)間：2021-07-26 點(diǎn)擊次數(shù)：1093次
微弱溫差信號(hào)的接口調(diào)理方法及智能控制器的分級(jí)控制方法，高精度控溫系統(tǒng)控溫范圍為（25～75）℃，控溫精度0.01℃，分辨率0.001℃。該系統(tǒng)已使用多年，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
人工晶狀體生長(zhǎng)環(huán)境具有受控環(huán)境變化大、過程曲線不確定、真實(shí)信號(hào)難以獲取等特點(diǎn)，因此采用兩級(jí)智能控制策略：一級(jí)為主控制級(jí)，也稱為內(nèi)環(huán)控制，另一個(gè)是參數(shù)修正控制級(jí)，也稱為外環(huán)控制。集成數(shù)據(jù)庫由內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)共享。它存儲(chǔ)了被控對(duì)象的先驗(yàn)知識(shí)、要求的質(zhì)量指標(biāo)、控制參數(shù)的先驗(yàn)值和系統(tǒng)運(yùn)行過程的動(dòng)態(tài)值，為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)提供有效的控制數(shù)據(jù)。
高精度控溫系統(tǒng)變送器將檢測(cè)到的微弱溫差信號(hào)放大后，轉(zhuǎn)換成A/D轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。LED一方面顯示現(xiàn)場(chǎng)采集到的溫度值，另一方面將采集到的信號(hào)與鍵盤設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，提取出溫差及其變化作為智能控制的輸入?yún)?shù)。輸出控制晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步控制加熱棒的功率，達(dá)到控溫的目的。由于晶體生長(zhǎng)是在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)下進(jìn)行的，整個(gè)晶體載體裝置由可逆電機(jī)控制。此外，還設(shè)計(jì)了微型打印機(jī)接口和溫度超限聲光報(bào)警電路。
高精度控溫系統(tǒng)選用PT100作為溫度傳感器。其溫度系數(shù)α=00385/℃。對(duì)于0.001℃的小溫差，Pt100的電阻值變化約0.385mΩ。這么小的電阻變化經(jīng)過電橋轉(zhuǎn)換后，電信號(hào)只能達(dá)到0.5-1μ5。因此，處理微伏級(jí)微弱信號(hào)的接口調(diào)理方法包括設(shè)計(jì)高精度不平衡直流電橋、低頻率截止模擬濾波器、低噪聲、低漂移、高靈敏度直流放大器和接地體。
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