实验室恒温恒湿箱的设计

恒温恒湿箱温度控制系统，不仅要求能够将恒温恒湿箱内部的温度保持恒定，还要求整个空间中保持一定的温度均匀性，同时在恒温恒湿箱内不可以出现大的空气流动和温度死角所以必须对恒温恒湿箱的机械结构进行特殊设计。

一、结构设计

这里采用在立方体的箱体结构中划分出恒温腔、恒压腔和制冷腔三个工作腔，整个箱体内部是通过空气的流动来达到温度恒定的。空气通过回风口从恒温腔中流入半导体制冷片的制冷端经过冷却后，在制冷腔中经过一次混合，使空气的温度比较均匀。这些空气再从制冷腔中由交流风扇吹入恒压腔。通过气流的流动，使制冷片上产生的冷量传递到恒温腔内，保证恒温腔内空气温度的稳定并使空间内的温度场均匀。温度的稳定性主要由控制半导体制冷片的工作电流达到。而温度场的均匀性是由设计来保证的。

二、工作原理

一个提供箱内空气流动的交流风扇和半导体制冷片上的风扇是非常大的热源。热源对过渡过程是有很大的影响的。另外由于整个箱体的密封只是使用了超细保温棉，其隔热系数不高，造成了很大的冷量损失。这些因素都是导致过渡过程长的原因。恒温恒湿箱参数的变化造成控制精度降低。由于恒温恒湿箱工作的环境是在一个恒温室内，而恒温室的温度呈现较大的波动性。这个波动性对于恒温恒湿箱的结构参数是有影响的。虽然模糊自适应控制算法在理论上是可以保证其参数变化时依然能够达到一定的控制精度的，但是其模糊控制推理规则和模糊论域都是需要根据大量的实验总结出来的。这样就造成现在所使用的控制规则和模糊论域不是zuijia的。需要继续通过大量的实验来提高现有模糊推理机的适应性由于恒温恒湿箱上有个观察窗。虽然这个观察窗是用多层隔温玻璃做成，但是由于其对于红外线没用阻隔作用，所以当有光源对其照射时会造成恒温恒湿箱内的温度升高，降低温度控制精度。

三、理论支持

本项目中各项要求都非常严密。通过仿真研究发现虽然控制在一般过程对象控制中可以得到比较好的效果，但是因为其是建立在确切得知被控对象特性的情况下的控制算法所以对于不确定对象的控制存在很多的困难，zui关键的就是控制参数整定。通过仿真实验可以看出对于同一个对象如果控制参数选择不恰当就根本不能达到所要求的控制精度。而且如果被控对象的参数发生变化电会造成控制精度的降低。这样使算法的应用受到了很大的限制。所以必须引入*的控制理论算法与相结合才能达到理想的效果。学习模糊控制理论并根据实际控制要求设计了基于模糊推理的自适应控制器。模糊数学理算法及恒温恒湿箱系统的有效性。

四、材料选择

常用的接触式温度传感器有,铂电阻、热电偶和半导体热敏电阻。比较其特点为热电偶具有测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集中检测和自动控制等优点。但是其自由端需要温度补偿,而且在低温常温段其测量精度较低等缺点。半导体热电阻其灵敏度高、且体积小、结构简单等优点。但是其互换性较差,测量范围有一定的限制。铂电阻的测量精度高，一般都是以铂电阻作为标准温度测量元件。标准铂电阻可以用一种严密、合理的方程来描述其电阻值与温度的关系。但是其庞大的体积和使用环境的要求限制了其的应用。精密铂电阻温度传感器用来测量恒温腔内的温度并作为测量信号传入控制器。利用专门开发的精密测量仪表将铂电阻上的温度信号通过传入机里以进行控制计算。