Cómo controlar la temperatura del elemento de calefacción usando su resistencia

El circuito es relativamente simple. Crea señales para el voltaje a través y la corriente a través de la resistencia. Estos son muestreados por un microcontrolador, que realiza todas las funciones de bucle de control.

Se toma una división del voltaje por la corriente, luego una búsqueda en la tabla, para obtener el parámetro que está tratando de controlar. Eso es muy difícil y propenso a errores en el hardware analógico, pero no es un gran problema con el microcontrolador correcto. Desea ejecutar el bucle de control 20-50 veces más rápido que la primera constante de tiempo del calentador. No ha dicho qué tan grande es el calentador, pero es poco probable que necesite ir más rápido que 10 ms por iteración, incluso para un calentador relativamente pequeño. Incluso 1 ms por iteración es un tiempo muy largo para un microcontrolador. Por ejemplo, un dsPIC 33E puede hacer 70,000 instrucciones en ese tiempo. Para poner esto en perspectiva, solo se necesitan 18 instrucciones para dividir un número de 32 bits por un número de 16 bits.

La parte difícil será el circuito analógico para proporcionar una buena medida del voltaje y la corriente efectivos. PWM es la forma obvia de controlar el calentador, ya que es eficiente, pero tener pulsos completos de encendido / apagado en el elemento calefactor dificultará la toma de mediciones significativas.

Si es listo, tome las lecturas A / D sincrónicas con el PWM justo antes de que se apague el pulso. Usted toma el voltaje y la corriente instantáneos cuando el elemento calefactor está lleno, luego hace la división para obtener resistencia y una búsqueda para obtener temperatura.

Si parece que está más allá de ti, entonces probablemente sea mejor filtrar los pulsos antes de que lleguen al calentador. Un inductor en serie, luego una gran tapa a través del calentador suavizará las ondulaciones, con suerte hasta el punto en que los promedios sean medidas válidas. En ese caso, desea ejecutar el PWM lo más rápido posible para obtener la resolución deseada, como unos 100 kHz. Si está realizando las mediciones síncronas, desea ejecutar el PWM más lento, como quizás solo por encima del rango audible.

¿Por qué no separar las funciones de calefacción y medición?

Usted dice que tiene un controlador SSR PID, genial. Ahora necesita un circuito que mida la temperatura del elemento calefactor, como entrada al controlador PID.

Si la resistencia del elemento calefactor es proporcional a la temperatura, debería poder medirla. O bien mientras la corriente de calefacción está encendida, midiendo la corriente y el voltaje (con una configuración de medición de resistencia de 4 cables para eliminar los cables) o cuando está apagada, con una pequeña fuente de corriente que no causa mucho calentamiento.

En cualquier caso, querrá hacer esto con un microcontrolador, no con un circuito completamente analógico. El microcontrolador podría almacenar la información de calibración sobre las características de R / T de cada calentador individual.

Como ejemplo de un problema y solución similares, creo que algunos soldadores tienen / tenían dos metales diferentes para sus cables de alimentación, formando un termopar justo en la punta de la calefacción. El controlador de hierro leería este voltaje de termopar entre los impulsos de calentamiento y ajustaría la potencia en consecuencia. Tan solo dos cables para calefacción y detección.