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大大减少硅碳棒的使用寿命带来损害

    在整个测试系统中,温度控制的目标是升温响应快速无超调,实现无静差控制,恒温精度三士0.1 0C。针对硅碳棒炉的温度控制,己有的文献中大都采用单环温度控制,没有对电流进行控制,也没有对升温加热电流进行一定的分析和控制设计。这使得若是采用传统的温度控制,系统常会出现较大的电流波动或是很大的冲击电流,升温过程电流不能维持在最大的许可电流,这不仅会大大减少硅碳棒的使用寿命带来损害,而且系统也难以实现测试需要的升温速度和控温精度。
    硅碳棒加热炉是一个有蓄热能力的物体,流入的热量与温升的关系为式中C为加热炉的热容量,B。为加热炉的温度,q为单位时间流入加热炉的热量,q、为单位时间内加热炉向外发散的热量。加热炉发散的热量q、与炉温的高低成比例。即、S一es-成,R为比例系数,成为加热炉的热阻。炉内增加的热量是由加热电流通过电阻发热产生的。由楞次一焦耳定律可知,由上式可知q和U。或i都是非线性关系,但是在小范围内可以近似看作直线。这样的近似处理在实际中也是允许的。因为温度控制系统总是在稳定值附近进此式即为加热电阻炉输入值和输出值关系的微分方程。由于推导过程此中,曾做了线性化处理,故此方程仅适用于稳定值附近小偏差的情况,对于大偏差的情况,电阻炉的特性不能使用此方程。如上计算得出的微分方程仍需要实验来证实。
    在实际的过程中,用实验方法求得的电阻炉得特性曲线常呈s形,有拐点,这是由于系统还存在延迟现象。所以加热炉的数学模型可近似用一阶惯性加纯滞后环节来表示,其传递函数为:Gs=。经过这样的近似处理以后,就可以用飞升曲线法求取电炉的特性参数。工程上加热炉的特性参数可以采用飞升曲线法获得,在测试中应注意如下几点:
    ①测试前系统应处于正常工作状态,即硅碳棒加热炉在某个温度上处于相当长的时间。输入一定幅度的阶跃信号后,反映曲线的初始点应是输入参数做阶跃变化的那一点。这一点应在记录曲线上标出,以便推算纯滞后时间。
    ②阶跃信号的幅值选择要适当。选取的过小,干扰对测试结果的影响相对增加,使动态特性参数精度不高。选取过大,则非线性影响将歪曲测试结果。根据经验,阶跃信号的幅值一般选取稳态值的5。实验应在相同条件下进行两次以上,若各次结果重合则为合格。为了检验线性,应对正负两阶跃变化进行比较。www.beritawan.com

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