PDF《基于MAX6675的温度控制器设计》

2 温控器硬件构成及原理 2.

1 温控 器原 理框 图 如图

1 所示 , 电阻炉温度控制范围为

1 0

0 ~1

0 0 0℃, 传感 器采 用应用较广的K型热电偶 , 热 电偶 测量电路 选用MAX6675.M A X

6 6

7 5 将热电偶输出的 m V信号直接转换成数字 信号送给单片机 A T

8 9 C

5 1 , 冷端温度补偿问题由 M A X

6 6

7 5自行 解决.单片机通过串行 口与上位机通讯 , 发送测量数据 , 接收 温度给定值 , 并将温度测量值与给定值 比较分析 , 送 出控制信 号驱动光耦 M O C

3 0

8 3 , 以控制可控硅 B C R S O G M的导通与截止 , 使 电阻炉的温度能够稳定在给定点附近. 图1温控器原理框图 串口至上位机 收稿1

3 期:2OO3―08―21收修改稿

1 3期:

2 0 O

4 ―

0 2 ―

2 0

2 .

2 MA X

6 6

7 5工作特性 M A X

6 6

7 5 是美 国MAXIM公司生产 的带有冷端温度补偿 、 线性校正 、 热电偶断线检测等功能的 K型热电偶 测量转 换电 路,其输出为

1 2 位二进制数字量.测温范 围0~1

0 2

3 .

7 5℃, 温度分辨能力为

0 .

2 5℃ , 在0~

7 0 0℃范围内温度显示误差不 大于

8 L S B . 冷端补偿范围为 一20~+8 5℃, 工作电压

3 .

0 ~

5 .

5 v , 可以满足大多数工业应用场合. M A X

6 6

7 5 的内部结构如图

2 所示 , 主要由热电偶模拟信号 放大 电路 、 冷端温度补偿电路 、 A / D转换电路及数字控制电路 等组成.根据热电偶的原理 , 其产生的热电势满足下列关 系: E A

8 ( t ,

0 ) =E A

8 ( t , t o ) +E A

8 ( t o ,

0 ) 式中: t 为热端温度;

t . 为冷端温度;

0 代表 0℃ - '

1 l 冷端补偿电路卜 _ I I ] 一图2MAX6675内部结构框图及引脚 A / D转换电路将热电偶信号 E A

8 ( t , t . ) 与温度补偿电路 的 补偿信号 E A

8 ( t

0 ,

0 ) 相加后得到 ( t ,

0 ) , 再进行模拟量到数 字量的转换 , 以12位串行方式从 引脚 S 0上输 出.当12位全 为 0时 , 说 明被 测温 度为 0℃ :

1 2位 全为

1 , 则 被测 温度 为1023 .

7 5℃ . 由于 MA X

6 6

7 5内部经过 了激光修正 , 因此转换的 数字量与被测温 度值之 间具有较 好的线性 关系 , 可 由下式给 出:温度值 =1

0 23 .

7 5 X 转换后的数字量/

4 0

9 5 M A X

6 6

7 5 采用 S O一8封装 , 体积小, 可靠性好 , 其引脚安排 参见图

2 , 功能如表

1 所示 . 维普资讯 http://www.cqvip.com

3 0 I n s t r u me n t T e c h n i o u e a n d S e n s o r 表1MA X

6 6

7 5引脚功能 M A X

6 6

7 5 与单片机的接 口参见图

3 , 单 片机提供 3个I/O口线与 M A X

6 6

7 5 联络.

2 .

3 控制环节原理 温度控制环节采用光电耦合器驱动双 向可控硅方式.光 电耦 合器 采用 M O T O R O L A公 司生产 的用 于触 发可 控硅的MOC3083.此元件具有过零 检测功能, 可用 直流低电压, 小电 流来控制高电压 , 大电流, 触发 电路简单可靠 , 抗干扰能力强 . 其内部结构及引脚参见图3 , 它采用双列直插

6 脚封装.此 元件 由输入 、 输出两部分组成.输入部分是一个砷化镓红外发 光二极管 . 该二极管在

5 m A正 向电流作用下 , 发出足够的红外 光来触发输 出部分 .输出部分为带有一过零检测器的光控双向 可控硅 , 被触发导通后发出控制信号触发主电路控制元件. 主电路由双向可控硅 B C R