為了提高恒溫箱溫度控制的精度，采用 STM 32F 103 系列芯片作為主控制器，結(jié)合恒溫箱箱內(nèi)情況和高精度的控制要求，設(shè)計 實現(xiàn)了溫度測量和溫度控制等環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)軟件部分采用嵌入式操作系統(tǒng) μC/OSII 基于 C 語言在 Keil 平臺實現(xiàn)。將由外界 環(huán)境溫度經(jīng) BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測，并計算得到的溫度變化率作為模糊控制的其中一維輸入，使控制器具有超前控制的作用。經(jīng)計 算可知，預(yù)測溫度的絕對誤差的最大值為 0． 237 20 ℃，平均值為 0． 102 71 ℃，均方差為 0． 063 96 ℃。從預(yù)測結(jié)果來看，箱內(nèi)溫 度的預(yù)測可以通過 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型來實現(xiàn)，有效解決了恒溫箱溫度控制的滯后性問題，對電氣設(shè)備溫控設(shè)計領(lǐng)域起到一 定的理論支撐作用。

溫度作為工業(yè)生產(chǎn)過程中最重要的參數(shù)之一，對絕大多數(shù)化 學(xué)及物理反應(yīng)有著決定性作用，直接影響反應(yīng)的成敗，從而決定 了生產(chǎn)工藝的好壞以及產(chǎn)品質(zhì)量的高低，甚至決定了生產(chǎn)過程的 安全問題。因此如何對溫度進(jìn)行精確檢測和控制也成為人類不 斷研究探索的領(lǐng)域.

溫度控制的核心問題便是溫度控制環(huán)節(jié)控制算法的設(shè)計。 在控制溫度過程中，由于被控對象的本質(zhì)屬性及其所處外界環(huán)境 等各種因素的影響，設(shè)計一個通用的溫度控制系統(tǒng)是十分艱難的。國內(nèi)武漢新美亞科技開發(fā)公司推出的開放式面板數(shù)字 溫控器 5 Ｒ 7-570，通過 LED 顯示屏顯示當(dāng)前溫度( 4 位數(shù)) 并可 遠(yuǎn)程設(shè)置目標(biāo)溫度和旋鈕刻度盤，制冷制熱模式可通過 LED 顏 色加以區(qū)分，具有斷路保護(hù)的功能，其溫控范圍為 20 ～ 150 ℃，誤 差范圍為 ± 0． 1 ℃。成都業(yè)賢科技有限公司生產(chǎn)的 TCM 系列 溫控模塊，延長了制冷片的壽命并提高了穩(wěn)定性。

在合理設(shè)計恒溫箱的機械結(jié)構(gòu)，減弱外界環(huán)境溫度變化對箱 內(nèi)溫度的影響的基礎(chǔ)上，設(shè)計高精度溫度測量與控制系統(tǒng)，其主 要功能是根據(jù)上位機發(fā)送的指令精確控制恒溫箱內(nèi)的溫度，使溫 度波動范圍在目標(biāo)溫度 ± 0． 02 ℃ 內(nèi)。系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖 1 所示

 圖 1 中溫度測量環(huán)節(jié)主要包括兩部分: ①溫度傳感器，將溫 度值轉(zhuǎn)化為電壓信號，以便后續(xù)器件識別和轉(zhuǎn)換; ②A/D 轉(zhuǎn)換電 路，將所得電壓信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號，以供控制器運算和 處理。 系統(tǒng)的軟件部分采用 C 語言編寫，以嵌入式操作系統(tǒng) μC/ OSII 為基礎(chǔ)進(jìn)行擴展開發(fā)。軟件系統(tǒng)主要可分為溫度測量、溫度 控制和通信模塊三個部分，其組成如圖 2 所示。

 溫度信號的精確測量對后續(xù)的溫 度控制等至關(guān)重要，溫度測量部分主要 由信號采集和數(shù)字濾波兩部分組成，包 括校準(zhǔn)溫度傳感器的阻值，編寫 A/D 轉(zhuǎn)換器的讀寫函數(shù)以及數(shù)字濾波算法 等。信號采集的過程可由圖 3 表示。