溫度的測里與控制是工程實踐中的常見問題。溫度控制器是溫度控制中不可缺少的設備。對于以熱電偶為測溫傳感器的溫控器：由于熱電偶需要冷端補償。其輸出的模擬電勢信號需經放大及ND轉換后送入計算機處理。計算機輸出的溫度控制信號一般要經D/A轉換。因而測里控制電路較復雜調試也很麻煩。以實驗室1臺2 kW電阻爐為被控對象，以原有的K型熱電偶為傳感器，選用MIAXIM公司生產的自帶溫度補償的K型熱電偶串行模/數轉換器MAX6675 為測里電路。選用雙向可控硅為控制元件以AT89C51為中心設計了一套溫控器電路。電路參數經過了實際調試。由于測里和控制元件都可以與單片機直接接口，硬件電路結構簡單，體積小，可靠性高又能滿足一定的精度要求。

　　2溫控器硬件構成及原理

　　2.I溫控器原理框圖

　　如圖1所示電阻爐溫度控制范圍為100~ 1000 ~C，傳感器采用應用較廣的K型熱電偶熱電偶測里電路選用MAX6675OMAX6675 將熱電偶輸出的mV信號直接轉換成數字信號送給單片機AT89C51; 令端溫度補償問題由MAX6675 自行解決。單片機通過串行口與上位機通訊。發送測里數據。接收溫度給定值。并將溫度測里值與給定值比較分析。送出控制信號驅動光耦MDOC:3083，以控制可控硅BCR50GM的導通與截止，使電阻爐的溫度能夠穩定在給定點附近。

　　2.2MAX667 5 工作牲

　　MAX6675是美國MAXM公司生產的帶有冷端溫度補償、線性校正熱電偶斷線檢測等功能的K型熱電偶測里轉換電路其輸出為12位二進制數字里。測溫范圍0~ 1023.75 ‘C，溫度分辨能力為0.25 “C.在0~700 “C范圍內溫度顯示誤差不大于8LSB.冷端補償范圍為20~ +85 “C.工作電壓3.0~5 5V.可以滿足大多數工業應用場合。

　　MAX6675的內部結構如圖2 所示，主要由熱電偶模擬信號放大電路冷端溫度補償電路WD轉換電路及數字控制電路等組成。根據熱電偶的原理，其產生的熱電勢滿足下列關系：

　　Fun（1.0）一Fu（1，to）+ Fun（lu.0）

　　式中1為熱端溫度：1U為冷端溫度;0代表0 “C

　　A/D轉換電路將熱電偶信號Huw（ t，tm） 與溫度補償電路的補償信號！t;w（ t，0）相加后得到tun（ I ，0） ，再進行模擬量到數字量的轉換，以12位串行方式從引腳$）上輸出。當12 位全為0）時，說明被測溫度為O C ：12 位全為1，則被測溫度為102.3.75 C 由于MAX6675 內部經過了激光修正，因此轉換的數字量與被測溫度值之間具有較好的線性關系，可由下式給出：

　　溫度值= 1023.75 》轉換后的數字量/4 095

　　MAX675 采用$）- 8 封裝，體積小，可靠性好，其引腳安排參見圖2 ，功能如表1所示。

　　MAX6675 與單片機的接口參見圖3，單片機提供3 個V/（）口線與MAX675 聯絡。

　　2.3控制環節原理

　　溫度控制環節采用光電耦合器驅動雙向可控硅方式。光電耦合器采用M）I（）R（LA 公司生產的用于觸發可控硅的M0C3083。此元件具有過零檢測功能，可用直流低電壓，小電流來控制高電壓，大電流;觸發電路簡單可靠，抗干擾能力強。

　　其內部結構及引腳參見圖3，它采用雙列直插6腳封裝。此元件由輸入輸出兩部分組成。輸入部分是一個砷化鎵紅外發光二極管，該二極管在5 tnA 正向電流作用下，發出足夠的紅外光來觸發輸出部分。輸出部分為帶有一過零檢測器的光控雙向可控硅，被觸發導通后發出控制信號觸發主電路控制元件。

　　主電路由雙向可控硅BCK50（M 控制，其開關電流為50 A，通過實際調試。確定了控制電路參數;如圖3 所示。

　　3軟件設計

　　3.1測量程序說明

　　測量環節的軟件重點在MAX6675 測溫數據的讀取。MAX6675與單片機通過3 線串口進行通訊，其工作時序如圖4所示。當（S引腳由高電平變為低電平時，MAX6675 停止任何信號的轉換并在時鐘SCK的作用下向外輸出已轉換的數據;當（S 從低電平變回到高電平時，MAX6675 將進行新一輪轉換。一個完整的數據讀取需要16 個時鐘周期，數據的讀取在SCK的下降 沿進行。

　　MAX6675的輸出數據為16 位，輸出時高位在前。D15 為無用位;D14~D3 對應于熱電偶模擬輸出電壓的數字量;D2 用于檢測熱電偶是否斷線（D2 為1表明熱電偶斷線）;D1為MAX6675 標識符;D0 為三態。具體的讀數據子程序如下。硬件參見圖3。溫度數據高4 位存于21H.低8 位存于20H，斷偶標志存于進位位。

　　3.2控制模塊軟件

　　溫度控制采用過零觸發方式控制可控硅在設定周期中的導通周波數。單片機通過PI.5 控制可控硅在1S 內導通的百分率達到調功的目的。根據要求可選用不同控制方式，一般情況下，可采用二位式輸出。

　　4結束語

　　由于選用了MAX6675，M0XC3083 等數字型測量控制元件，設計的溫控器結構簡單，控制方便，有關電路參數通過了2 kW電阻爐的實驗調試，具有實用意義。