一种基于PID调节集成电路的红外焦平面控温装置的制作方法

本实用新型涉及一种红外焦平面控温装置，具体的说，是一种基于PID调节集成电路的红外焦平面控温装置。

背景技术：

温度是生产中最基本的物理量，代表了物体的冷热状态，在生产过程中，温度的控制会直接影响安全生产、产品质量、生产效率、成本等方面。常用的方法大部分是计算判断当前温度值与设定目标温度值之间的关系，进而对系统加热或者冷却进行控制。若当前温度比设定值高，就关闭加热或者开动制冷装置；若当前温度比设定值低，就开启加热器并同时关闭制冷器。这种温度控制方法有着温度变化过程的滞后性，系统温度波动比较大，控制精度比较低，受外界因素影响大等缺点，不适合高精度的温度控制。温度不准确就会直接影响红外焦平面的工作。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于PID调节集成电路的红外焦平面控温装置，是温度控制在固定位置，提高温度的准确性，不会因为温度变化的滞后性二产生明显误差。

为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于PID调节集成电路的红外焦平面控温装置，包括环境温度传感器、主控芯片、DA芯片、PID控制系统、温度控制器和焦平面温度传感器，环境温度传感器的输出端与主控芯片的输入端相连，主控芯片的输出端与DA芯片的输入端相连， DA芯片的输出端与PID控制系统相连， PID控制系统的输出单与温度控制器相连，焦平面温度传感器与PID控制系统的另一输入端相连，温度控制器和焦平面温度控制器设置于焦平面上，用于实现对焦平面的温度调节和温度反馈。

进一步的，环境温度传感器采用芯片HDC 1080，主控芯片采用STM32，DA芯片采用AD5602/SC70，环境温度传感器HDC 1080的端口SCL、DAP连接至STM32的输入端口，STM32的输出端口连接八路总线收发器74LVC4245的输入端，八路总线收发器74LVC4245的输出端分别连接DA芯片AD5602/SC70和PID芯片U3的片选信号PID-CS，DA芯片AD5602/SC70的输出端连接至PID芯片的输入端，PID芯片U3的输出端V+、V-连接至温度控制器，设置于焦平面上的焦平面温度传感器向PID控制系统反馈当前的温度值，PID芯片U3的输出端通过ADC124S21和八路总线收发器74LVC4245连接到主控芯片。

本实用新型的有益效果：本实用新型所述红外焦平面控温装置采用PID控制系统使红外焦平面的工作温度点保持稳定，使温度控制在固定位置，提高温度的准确性，不会因为温度变化的滞后性而产生明显误差。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为环境温度与红外焦平面工作温度的对应关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

本实用新型公开一种基于PID调节集成电路的红外焦平面控温装置，如图1所示，包括环境温度传感器、主控芯片、DA芯片、PID控制系统、温度控制器和焦平面温度传感器，环境温度传感器的输出端与主控芯片的输入端相连，主控芯片的输出端与DA芯片的输入端相连， DA芯片的输出端与PID控制系统相连， PID控制系统的输出单与温度控制器相连，焦平面温度传感器与PID控制系统的另一输入端相连，温度控制器和焦平面温度控制器设置于焦平面上，用于实现对焦平面的温度调节和温度反馈。

工作时，环境温度传感器采集当前的环境温度，并将环境温度传输至主控芯片，主控芯片进行相应处理，根据环境温度划分不同的范围，得到焦平面的工作温度，将焦平面的工作温度当做参考电压，DA芯片将参考电压转换成模拟的电压信号，PID控制系统根据DA芯片输入的电压信号进行比较，得到需要调节的控制电压V+或者V-，温度控制器根据控制电压的方向对焦平面进行加热或者制冷的操作。设置于焦平面上的焦平面温度传感器向PID控制系统反馈当前的温度值，PID调节会根据反馈回来的温度值与输入的参考电压进行比较，重复4调节过程，直到稳定状态；回路控制最终达到平衡状态，焦平面的工作温度也达到最佳。

如图2所示，环境温度传感器采用芯片HDC 1080，主控芯片采用STM32，DA芯片采用AD5602/SC70。

环境温度传感器HDC 1080的端口SCL、DAP连接至STM32的输入端口，STM32的输出端口连接八路总线收发器74LVC4245的输入端，八路总线收发器74LVC4245的输出端分别连接DA芯片AD5602/SC70和PID芯片U3的片选信号PID-CS，DA芯片AD5602/SC70的输出端连接至PID芯片的输入端，PID芯片U3的输出端V+、V-连接至温度控制器。DA芯片AD5602/SC70将应该DA变换的焦平面的工作温度传递至PID芯片，使PID芯片根据DA芯片输入的电压信号进行比较，得到需要调节的控制电压V+或者V-。设置于焦平面上的焦平面温度传感器向PID控制系统反馈当前的温度值，PID芯片U3的输出端通过ADC124S21和八路总线收发器74LVC4245连接到主控芯片，用于向主控芯片反馈焦平面上的焦平面温度传感器检测到的温度值。

如图3所示，为环境温度与红外焦平面工作温度的对应关系示意图，环境温度 在

-40°C-0°C ，焦平面的工作点温度 -20°C；环境温度 在0°C —40°C，焦平面的工作点温度 25°C；环境温度 在40°C —80°C，焦平面的工作点温度 50°C，主控芯片根据上述设置的环境温度与红外焦平面工作温度的对应关系，将采集到的环境温度对应转换成红外焦平面的工作温度，也是PID芯片的参考电压。

外界环境温度的改变会影响焦平面的工作点，每隔一段时间采集环境温度传感器的数值进行处理，能及时的对输入参考电压值进行修改。对于修改的参考电压，PID控制系统就会对工作点的最佳温度进行修正，TEC（温度控制器）控制电压 V+ 、V- 就会进行相关操作，使焦平面始终处于最佳的工作温度，因此，此装置能够准确的控制焦平面的温度，达到控温的目的，使其效率更高。

以上描述的仅是本实用新型的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和替换，属于本实用新型的保护范围。