前 言
煙葉初烤過(guò)程中，烤房?jī)?nèi)溫度的準(zhǔn)確測(cè)量和有效控制是烘烤的核心和煙葉質(zhì)量的根本保證。目前，廣大煙區(qū)已廣泛推廣煙葉初烤的“三段式烘烤工藝”，并且大多數(shù)炕房已加裝熱風(fēng)循環(huán)裝置，而使用的溫度測(cè)量器具卻是酒精的或煤油的玻璃管溫度計(jì)（煙區(qū)稱之為火表），控制方法采用人工啟閉回風(fēng)門（用于排濕，控制濕球溫度）、火門或鼓風(fēng)機(jī)（控制火爐火勢(shì)，間接控制干球溫度）。測(cè)量不準(zhǔn)、使用不便的溫度計(jì)，被動(dòng)的控制方法等成為制約煙葉烘烤質(zhì)量提高的瓶徑問(wèn)題。以溫度控制工藝為例，用熱電阻Cu50作為傳感器，以單片機(jī)為核心的控制儀解決了這一問(wèn)題，基本實(shí)現(xiàn)烤煙過(guò)程中溫度的自動(dòng)控制。
1 溫度控制要求
(1)、技術(shù)要求：有效測(cè)控范圍：20℃至80℃；溫度測(cè)量精度：±0.5℃; 溫度控制精度：±1.0℃; 顯示分辨率：0.1℃;
(2)、檔位設(shè)置：為了適應(yīng)烤煙工藝要求和煙葉的具體情況，在35℃－－43℃溫度范圍內(nèi)將其分為九檔，以供選擇。
(3)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：風(fēng)門由電動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)，其運(yùn)行時(shí)間為80秒，即1.1度∕秒；電源：220V，50Hz。
(4)、自動(dòng)控制：當(dāng)濕球溫度值超過(guò)設(shè)定值0.5℃時(shí)，進(jìn)風(fēng)門自動(dòng)開(kāi)啟5秒；當(dāng)濕球溫度值在設(shè)定值±0.5℃范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)風(fēng)門狀態(tài)保持。當(dāng)濕球溫度值低于設(shè)定值0.5℃時(shí)，進(jìn)風(fēng)門自動(dòng)關(guān)閉5秒；
(5)、報(bào)警：當(dāng)溫度高于或低于設(shè)定值1℃時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)以上具體要求，本系統(tǒng)用單片機(jī)作為控制單元，熱電阻作為傳感器，完成了裝置的設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。其工作原理如下：
2.1 硬件設(shè)計(jì)
2.1.1 微處理器選擇
本系統(tǒng)選用AT89C51作為CPU。AT89C51是一種低功耗、高性能的片內(nèi)4KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器的8位CMOS微控制器，與MCS-51微控制器產(chǎn)品系列兼容,使用高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，存儲(chǔ)器可循環(huán)寫入/擦除1000次。AT89C51的引腳與8031相同[4]。因此，不需要擴(kuò)展即能滿足要求。
2.1.2 傳感器的選擇
根據(jù)本系統(tǒng)的測(cè)量精度和控制精度要求，本裝置選擇了熱電阻式傳感器Cu50作為測(cè)溫傳感器[3]。Cu50測(cè)溫范圍-50℃~+150℃，工作范圍20℃－－80℃，線性度好，靈敏度高，價(jià)格適中，滿足了該系統(tǒng)的技術(shù)要求。
2.1.3 測(cè)量電路
溫度的測(cè)量和控制主要取決于溫度測(cè)量精度，因此，為了保證精度，從硬件采用了三個(gè)方面的措施：第一，測(cè)量中傳感器的連接采用新的三線制方法[1]，補(bǔ)償由導(dǎo)線引起的誤差；第二，選用高精度低漂移運(yùn)算放大器OP07作為運(yùn)算放大的電路，第三，測(cè)量電路采用恒流源供電。如圖2所示。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論
根據(jù)以上所介紹的原理，已經(jīng)設(shè)計(jì)并做出了溫度測(cè)控裝置。用該裝置對(duì)烤煙炕房的溫度測(cè)量和控制進(jìn)行了測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)表1、表2。表中標(biāo)準(zhǔn)溫度是標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的讀數(shù)。
試驗(yàn)結(jié)果表明溫度的測(cè)量和控制均能滿足設(shè)計(jì)要求。
總之，使用這種補(bǔ)償方法的熱電阻測(cè)溫電路，測(cè)量精度大大提高，實(shí)現(xiàn)了高精度的溫度測(cè)量和控制。同時(shí)，該裝置在硬件上增加了手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，軟件上增添了抗干擾措施，使其工作更可靠、穩(wěn)定，使用方便，已被平頂山煙草公司寶豐縣分公司的使用所證明。
