調(diào)質(zhì)熱處理的溫度與檢測控制

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1、調(diào)質(zhì)熱處理的溫度與檢測控制Kt833-1-17蘇峰摘要：溫度檢測在自動控制系統(tǒng)電路設(shè)計中的使用是相當(dāng)廣泛的，系統(tǒng)往往需要針對控制系統(tǒng)內(nèi)部以及外部環(huán)境的溫度進行檢測，并根據(jù)溫度條件的變化進行必要的處理，如：補償某些參數(shù)、實現(xiàn)某種控制和處理、進行超溫告警等。因此，對所監(jiān)控環(huán)境溫度進行精確檢測是非常必要的，尤其是一些對溫度檢測精度要求很高的控制系統(tǒng)更是如此。良好的設(shè)計可以準確的提取系統(tǒng)的真實溫度，為系統(tǒng)的其他控制提供參考；而相對不完善的電路設(shè)計將給系統(tǒng)留下極大的安全隱患，對系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生非常不利的影響。硬件要求RJX—4

2、—10箱式電阻爐熱電偶高溫計熱處理概述目的是獲得較高的力學(xué)性能的回火索氏體+石墨組織，采用淬火+高溫回火熱處理工藝。工藝規(guī)范為860——900攝氏度加熱，保溫結(jié)束后采用水冷或油冷，然后在550—620攝氏度進行回火，回火后冷卻方式一般為空冷，也可以采用油冷和水冷。硬件設(shè)計溫度檢測電路通常由溫度探測、數(shù)模轉(zhuǎn)換以及結(jié)果處理等部分組成。溫度探測電路將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后送處理器進行必要的處理，從而獲得相應(yīng)的環(huán)境溫度參數(shù)[1]，如圖1所示。圖1功能框圖其中，溫度檢測部分一般采用熱電

3、偶。目前出現(xiàn)了一些專用的溫度探測芯片，精度大大提高，而且對溫度改變的靈敏度也達到了非常高的標準，如National公司的IM35系列。溫度探測電路一般是將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電壓信號的變化，因此需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能為處理器所接受，從而通過計算獲得真實的溫度信息以便處理器進行進一步的處理。由于在較大的自動控制系統(tǒng)中，常常需要進行多點的溫度檢測，同時在實際電路設(shè)計中特別是在高頻電路設(shè)計中數(shù)據(jù)總線的干擾是很嚴重的。因此使用支持多路轉(zhuǎn)換功能的串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器件無疑是很好的選擇，常見的如AD公司的AD7811和AD7

4、812系列等。下面以National公司的IM35系列溫度傳感器和AD公司的AD7812模數(shù)轉(zhuǎn)換器為例，討論基于支持串行總線多通道、高精度溫度檢測方案的設(shè)計思想。其電路原理框圖如圖2所示。圖2系統(tǒng)硬件框圖LM35系列芯片是一種高精度的溫度探測器，它的輸出電壓正比于當(dāng)前環(huán)境溫度，在室溫下，它的探測精度可以達到±1／4℃，在一55℃～+150℃區(qū)間，它的精度可以達到±34~℃，它的典型變化趨勢是溫度每變化l℃，電壓變化10mV，其溫度—電壓轉(zhuǎn)化公式為：V=10mV／℃·C公式(1)式中：為轉(zhuǎn)換輸出電壓，C為系統(tǒng)實際溫度。A

5、D7812是一種串行AD轉(zhuǎn)換芯片，它支持最多8通道輸入(AD78ll為4通道)，這樣我們就可以很容易的設(shè)計支持多路溫度檢測的電路[2]。AD7812的工作方式由一片內(nèi)部控制寄存器決定，它可以由Convst腳的脈沖輸入啟動轉(zhuǎn)換，也可以通過軟件控制完成轉(zhuǎn)換，在實際設(shè)計中，由于軟件控制更加靈活，所以一般采用軟件控制的方法進行轉(zhuǎn)換，它的控制寄存器定義如下：A0用于支持兩塊或更多的AD7812共享串行總線，由該位決定具體訪問哪片AD7812．只有當(dāng)某片AD7812的A0位置l時，才能對其進行訪問。當(dāng)串行總線上只有一片AD7812

6、時，該位可以忽略；PD0、PD1決定電源工作狀態(tài)；當(dāng)設(shè)置為∞時，電源處于完全關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)設(shè)為Ol時，在轉(zhuǎn)換完成后部分關(guān)閉電源；當(dāng)設(shè)為l0時，在轉(zhuǎn)換完成后完全關(guān)閉電源；當(dāng)設(shè)為11時，電源始終處于開啟狀態(tài)；Vin8AGND要使該位生效，DIFF／SGI位必須設(shè)為0，當(dāng)該位為0時，8路模擬輸入都以AGND作為參考；當(dāng)該位為1時，Vinl到Vin7共7路模擬輸入，以Vin8作為參考；DIFF／SGL該位用于決定8路模擬輸入信號的輸入?yún)⒖紶顟B(tài)；CH2、CH1、CH0通道選擇，選擇一路模擬輸入通道；CONVST軟件啟動轉(zhuǎn)換，設(shè)置該

7、位為l初始化一次轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換結(jié)束后該位被清零；EXTREF選擇外部參考。由于AD7812是一種串行接口芯片，所以與其通訊的CPU最好支持串行通訊，這樣編程實現(xiàn)比較方便。市場上支持串行通訊的CPU很多，資料也很詳盡，在此就不多做介紹了。軟件編程軟件控制主要針對AD轉(zhuǎn)換芯片AD78l2進行控制。需要完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、串行數(shù)據(jù)讀取等功能。AD7812有兩種工作狀態(tài)，模式1在轉(zhuǎn)換完成后不關(guān)閉電源；模式2在轉(zhuǎn)換完成后關(guān)閉電源。一般情況下都選用模式l工作方式，以下就主要針對模式1工作方式展開討論。圖3控制時序圖圖3是一種典型的控制時序

8、圖，首先置PD0、PD1位為l，開啟片內(nèi)電源，使芯片開始工作；在下一個啟動轉(zhuǎn)換完成后，數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)就有效了，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)就可以串行輸出了。從圖中可以看出，第一次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)是無效的，這是因為片內(nèi)電源還未開啟，這是編程者需要注意的地方。圖4通訊時序圖圖4就是實際通訊時序圖。RFS是接收數(shù)據(jù)同步信號，TFS是發(fā)送數(shù)據(jù)同步信號。平時，Dou