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自动调谐算法对线缆、热电制冷器、温度阶跃的要求

工程师
2014-09-10 20:50:24    评分

线缆


对于每个传感引线来说,最大传感引线电阻是1Ω。力引线(force lead)电阻最大值是0.1Ω。如果引线电阻高于这个最大值,可能造成PID环路不稳定,或者出现明显错误的电压限制指数(Vlim)。这个警告似乎是错误的,因为在温度控制下的输出电压降低于Vlim,但增加的引线IR压降意味着:在距离2510-AT型自动调谐温度控制源表最近的输出力线缆端子(output force cable ends),Vlim超出限制。


热电制冷器特征


珀耳帖器件增益随着工作温度而变化,并随着工作温度的增加而增加。在珀耳帖工作温度范围,这个变化可能高达7:1。当向载荷注入热量时,由于珀耳帖结正常运行产生的I2R热量将影响到珀耳帖结的效率,工作效率会出现很大变化,当对载荷进行制冷时,需要减去珀耳帖结的效率。珀耳帖增益的这个变化将使整个系统特征(以及控制其的调谐常数)在系统工作温度范围内出现略微变化。这就是在系统实际工作温度对PID环路进行调谐的重要原因。从理想角度看,如果设定点变化超过10°C,那么应当生成新的调谐常数集合来对其进行控制。在发出新的温度设定点之前,可以通过GPIB命令将这些新的常数写入2510-AT型自动调谐温度控制源表的寄存器。


对热电制冷器执行连续自动调谐程序不会提供同样的PID系数。这是因为各个热电制冷器运行的初始条件不一样。每次运行连续自动调谐程序时,待测器件、热电制冷器和散热片都将具有不同的初始温度。这些差异足以生成独特的PID值。


较大的温度阶跃


如果在自动调谐期间(特别是在自动调谐算法的初始步骤或最后步骤阶段)超出保护限制(电流、电压或温度) ,那么调谐过程将失败,并生成显示故障的错误信息。考虑到自动调谐算法使用开放的环路温阶,较大的温阶更可能引起超出保护限制——通常的电流或电压界限。如果期望大的温阶,可以采用使起始温度更接近停止温度的办法,使用较小的调谐阶跃。例如,在65°C~70°C范围使用阶跃,而不是在25°C~70°C范围使用阶跃。


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