然而當外界溫度較大時，壓力傳感器受溫度影響精度不高，會產(chǎn)生零點漂移等問題，從而增大測量誤差。于是嘗試加工一個腔體，把壓力傳感器和溫度傳感器放置在里面形成一個小的封閉腔體，在外界溫度較高或較低的情況下，用加熱裝置先升溫到幾十度并維持這一溫度，給壓力傳感器做零點補償，提高壓力傳感器的測量精度。這樣就克服了在大溫度范圍難以補償?shù)膯栴}。本文對這個溫度控制系統(tǒng)提出了解決方案，采用了PID參數(shù)自整定控制，模糊控制屬于智能控制方法，它與PID控制結(jié)合，具有適應溫控系統(tǒng)非線性、干擾多、時變等特點。

    1 硬件系統(tǒng)

    用放置在腔體內(nèi)的溫度傳感器測量恒溫箱內(nèi)的溫度，產(chǎn)生的信號經(jīng)過放大后輸出反饋信號，再用單片機進行采樣，由液晶顯示恒溫箱內(nèi)的溫度，并通過溫度控制算法控制加熱裝置。所使用的單片機為STCl25408AD,自帶A/D轉(zhuǎn)換、EPROM功能，內(nèi)部集成MAX810專用復位電路（外部晶振20 MHz以下時，可省外部復位電路），ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。濕度傳感器探頭, ,不銹鋼電熱管 PT100傳感器, ,鑄鋁加熱器,加熱圈  流體電磁閥

    2 系統(tǒng)的控制模型

    電加熱裝置是一個具有自平衡能力的對象，可用一階慣性環(huán)節(jié)描述溫控對象的數(shù)學模型。

    目前工程上常用的方法是對過程對象施加階躍輸入信號，測取過程對象的階躍響應，然后由階躍響應曲線確定過程的近似傳遞函數(shù)。具體用科恩-庫恩（cohen-coon）公式確定近似傳遞函數(shù)。

    3 系統(tǒng)的控制模型仿真及實驗結(jié)果

    PID控制器（比例-積分-微分控制器），由比例單元 P、積分單元 I 和微分單元 D 組成。通過Kp, Ki和Kd三個參數(shù)的設定。PID控制器主要適用于基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)。

    PID 控制器是一個在工業(yè)控制應用中常見的反饋回路部件。這個控制器把收集到的數(shù)據(jù)和一個參考值進行比較，然后把這個差別用于計算新的輸入值，這個新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達到或者保持在參考值。和其他簡單的控制運算不同，PID控制器可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和差別的出現(xiàn)率來調(diào)整輸入值，這樣可以使系統(tǒng)更加準確，更加穩(wěn)定?？梢酝ㄟ^數(shù)學的方法證明，在其他控制方法導致系統(tǒng)有穩(wěn)定誤差或過程反復的情況下，一個PID反饋回路卻可以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。

    純PID控制有較大超調(diào)量；而純模糊控制由于自身結(jié)構(gòu)的原因又不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，穩(wěn)態(tài)誤差較大。所以，考慮把它們兩者相結(jié)合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。本論文采用參數(shù)模糊自整PID控制。

    溫度控制系統(tǒng)對應仿真結(jié)果如圖3所示。從上面的仿真結(jié)果表明：調(diào)節(jié)時間ts約為460s,穩(wěn)態(tài)誤差ess=O,超調(diào)量σ%=O.雖然仿真環(huán)境不可能與實際情況完全相同，但它的結(jié)果還是具有指導意義的。

    在實際測試中前10 min每30 s采樣一次，后10 min每200 s采樣一次，測得實驗結(jié)果如表1所示。

    圖4為80℃時系統(tǒng)測得的實驗結(jié)果，由實驗結(jié)果表明，在實際測量中仍然有較小的超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差，但是基本接近仿真結(jié)果，不能排除一些干擾因素。仿真畢竟是在理想的環(huán)境下進行的。

    4 結(jié)語

    本文設計了一種用于壓力傳感器的溫度控制系統(tǒng)，針對壓力傳感器在高溫下易產(chǎn)生零點漂移等問題，加工了恒溫封閉腔體，把壓力傳感器置入其中，通過控制系統(tǒng)控制腔體內(nèi)的溫度，解決了高溫壓力傳感器大溫度范圍難以補償?shù)膯栴}，從而可以提高測量精度，通過仿真和實驗相印證，本方案是可行的。