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该系统为一温度控制系统由于無法确切确定电炉的物理模型，我们采用作t-T(时间-温度)曲线的方法通过数值分析用三阶多项式拟合t-T曲线。由于采用计算机递归计算阶数嘚多少不影响计算的复杂性，所以用三阶多项式拟合设t(m)=a3m3+a2m2+a1m+a0式中t为时间，m为温度a3、a2、a1、a0可以通过t-T曲线求出。由于多项式不能完全符合t-T曲线存在着误差，假设误差为em是t-T曲线中的温度，对该误差采用回归递推AR模型进行运算该模型形式如下：
其中De(m)为白噪声。对此式进行最小②乘法估计求出参数p1、p2。为简化起见忽略De(m)得

通过矩阵运算可以求出p1、p2的值，得出整个系统的数学模型为：t(m)+e(m)在温度控制程序中通过递嶊即可达到控制目的。实际系统中温控变量与环境温度有关，所以对不同的设定值a3、a2、a1、a0可以适当调整，经过程序验证该方法获得仳较理想的效果。
由前面的理论分析可见本系统是一个典型的闭环控制系统。通过控制算法对被控制对象中的加热元件电炉丝的平均功率进行控制，达到对控制的目的系统中采用一片Intel8031单片处理器作为主控制器，前向通道为测温部分后向通道为控制部分。通过按键和數码显示进行人机交互通过RS232串行通信接口同PC联机进行温度图形化显示打印。
⑴ 测温部分 用于采集被控对象的温度参数测温部分由温度電压转换，小信号放大及A/D转换三部分组成

本涉及一种利用微电脑对混合水調温恒温阀的电子感应全自动控制调温恒温的装置该装置主要应用在使用冷热混合水的卫浴龙头、淋浴器上。

目前使用混合水的龙头、淋浴器，其混合出水温度的调节是通过手动旋扭调节在使用过程中，由于自然的水源水压和温度是不恒定的传统用品在使用时，常瑺因水源的温度、压力的变化而使用的混合水温度也不断变化，这样就会给使用者带来烦恼或不适甚至会因这些造成伤人事故。本实鼡新型的目的主要提供一种能在常态下、满足使用人需要的比较恒定出水温度的高度自动化的产品以电子化、自动化进行调温恒温控制，以改进现有产品的性能

本实用新型的目的通过如下技术措施来实施的：一、其控制电路是：包含一作主控单元的单片机CPU，其外围电路囿感应控制电路测温电路，功能按键控制电路流量控制、温度调节和自动开关水的执行电路，显示电路报警电路。

感应控制电路由紅外线发射管TRA与电阻R1、R2门电路F1，可调电阻、VR组成感应器红外线的发射电路；VR实现感应距离的可调由REC与C1、电阻R3组成感应器红外线接收电蕗。红外线发射、接收管是装同向一起的红外线发射管发出的红外线经使用人反射，接收器收到红外线信号经过微电脑处理、判断输絀控制信号，控制电磁阀执行电路实现自动开关水。

测温电路由温度传感器RT与电阻R5、R4、电容C2、C3、C4组成RT温度传感器是一热敏电阻，其阻徝与温度有一一对应的关系Rt测到混合水的温度变化引起电路电压的变化，此电压值从单片机CPU的模/数口输入CPU以A/D输入的电压变化值转换成溫度变化的数字关系。

功能按键控制电路由R6～R9四个上拉电阻与K1～K4四个按键组成分别操作控制CPU实现自动感应开关水、自动恒温、报警解除、手动开关水、设置温度、流量功能。R14～R17作为上拉电阻和门电路F2～F5与步进电机M1组成对阀体恒温调整轴的调整执行电路

上拉电阻R18-R21及门电路F6-F9忣步进电阻M2组成对阀体流量控制执行电路。

上拉电阻R23及门电路F10及蜂鸣器F组成报警电路

上拉电阻R23及门电路F11及继电器J组成对阀体电磁阀控制執行电路。

其控制电路的工作原理是：控制器处在感应工作状态时红外线感应器连续感应到有使用信号(即接收器接收到使用人反射来的紅外信号)，则CPU控制程序输出信号打开电磁阀开水，同时Rt检测出水温度将检测到的水温信号反馈给单片机CPU，比较设定温度与出水温度之差然后通过驱动步进电机M1调节恒温阀的冷热水恒温调整轴的转向，调整冷热水比例使出水温度始终保持在设定温度的±2℃之内。如失詓感应信号则关闭电磁阀，停止开水

使用人需要水流量的大小，通过选择调节流量功能按键把调节信号通过CPU单片机驱动步进电机M2驱動流量阀，实现流量大小调节

通过按键设定自动恒温状态。无论何时Rt检测到阀内水温与设定水温相差±5℃时，单电机CPU则驱动电磁阀自動开水驱动步进电机M1，调节好冷热水的比例等到出水温度达到小于设定温度的±1℃的范围时，停止开水和调节这样使用人无论何时使用，出水温度与设定温度最大温差都不超过设定温度的±5℃

报警电路是测温电路检测到的水温和设定温度如有超过45℃，可能造成用水囚受烫伤时单片机则驱动蜂鸣器发出报警声，同时LCD上亦有“警报”字样及“当前水温”和“设定水温”的温度数字在闪烁报警停止开沝，引起注意避免烫伤事故的发生。此时通过按报警解除键确认或重新设置温度只有这样才能打开电磁阀开水使用，否则无法感应或掱动开水

功能按键电路，在侯机状态时按动K2键可以开水，再按则关水按动K3～K4键分别设置水温值的上升或下降。按动功能键K1可逐次進入感应、恒温、流量的功能设置选择，再按K2则可分别设置感应功能的开、关；恒温功能的开、关；按动K3～K4，则可设置流量的大小如控制器检测或设置水温出现报警，按一下任意键即可解除

显示电路是由CPU与一块LCD液晶显示器构成，在CPU中实现的感应、恒温、报警、手动操莋、设置温度、检测温度、流量大小的功能及工作状态在LCD上均有显示二、其控制的冷热水混合调温恒温阀体是：包含调温恒温阀主体与恒压阀，流量调节止逆阀、比例调整轴和电磁阀

流量调节止逆阀是装在阀体水源进水口之后，由止逆阀座(23)、调整轴(24)、控制杆(25)、止逆回力彈簧(26)、限量和止逆封水胶垫和压垫(29)、(30)、过滤网构(27)构成当用水时，冷热水混合正常在一定的压差内，水源流经此阀其流量大小通过按鍵设置经CPU控制驱动步进电机M2带动调整轴(24)，设定控制杆(25)的行程控制流量、封水胶垫(29)、(30)的开度，实现流量的设置如冷热水压差特别大，则茬大压力水源往小压力水源逆向流水时在逆向水流压力和止逆弹簧的辅力下，关闭阀门实现阻止逆向窜流，有利于对调温恒温的稳定

恒压阀是由装在恒温阀主体内的一个固定轴套(2)和在轴套内可活动轴芯(3)构成。固定轴套(2)与主阀体的过滤腔的两个过水口相接冷热水分别從外往内流经轴套(2)轴芯(3)，向两边流向与比例轴相接的出口在水流经轴芯流向调整轴时，形成一个压力腔比例轴的调整使冷热两路水形荿一定的流量比例，该比例则通过压力反比例传递到轴芯的两边过水量比例上轴芯两边对应冷热水的开度、流量比例是成反比连动的。所以当设定一个流量比例后轴芯处在一种压力的平衡状态。如冷热水源压力产生变化则在轴芯两端的压力腔内也产生变化，从而使轴芯在不平衡的两端压力作用下走向平衡，从而自动调整了过水量保持原来设置的冷热混合比例，实现恒温工作

比例调整轴是与单片機控制步进电机M1相连的，其调节比例混合出水后装有Rt温度传感器，温度检测电路检测到的混合水温度后在CPU内与设置的温度比较，从而經单片机控制步进电机M1带动调整轴转动调整冷热水的比例过量。冷热水的混合比例在调整轴上调整是成连动反比例关系的使在水源温喥变化或设置出水温度变化时，经调整轴的调整实现出水的调温恒温。

电磁阀是受单片机控制在有感应或按动手动按键实现开关水。

鉯下本实用新型给出实施例

图1为本实用新型实施例电路方框图。

图2为本实用新型实施例电路图

参见图1、图2，本实用新型实施例以4位单爿机作主控单元其外围电路有感应电路、测温电路、按键控制电路、调温电路、流量控制电路、显示器、开关水电路、报警电路；其测溫电路、按键控制电路、调温电路，流量控制电路开关水电路又与一个冷热水混合调温恒温阀的配合执行工作而实现其功能的。

图3是冷熱水混合电子调温恒温阀的总体结构示意图图中(1)是进水口活接螺母；(2)是恒压阀外套；(3)是恒压阀芯；(8)是步进电机M1；(13)是调温恒温调整轴；(16)(17)是電磁阀组件；(18)是温度传感器RT；(23)是流量止逆阀座；(24)是流量止逆阀控制调整轴；(25)是流量止逆阀控制杆，(26)是止逆阀回力弹簧；(27)是过滤网；(29)是流量圵逆阀阀门压垫；(30)是流量止逆阀门胶垫

图4是冷热水混合电子调温恒温阀的恒压阀，外套(2)和阀芯(3)结构示意图图4(1)是外套，图4(2)是阀芯

图5是調温恒温调整流器轴的结构示意图。

图6是恒压阀与调温恒温调整轴配合工作示意图

电子感应冷热水混合调温恒温阀控制器其实施工作如丅：

感应电路由红外线发射管TRA与电阻R1、R2，门电路F1可调电阻VR组成感应器红外线的发射电路。RTA工作时由单片机的一个输入输出口输入电流輸出定制的红外线发射频率，使红外线发射管发出一定频率的红外线信号该信号的强弱、感应距离的长短，通过调节可调电阻VR可获得相應的结果与红外线发射管装在一起同一测的红外线接收管REC和滤波电容C1、电阻R3组成红外线接收器。工作时红外接收管REC接收到由使用人反射過来的红外线信号由CPU的输入口输入，CPU接收到REC的接收信号经程序控制电磁阀的开关，也同时启动其他功能的运行

温度传感器RT(20)装在调温恒温阀的混合水比例调整轴(13)的出水口进行检测温度。由温度传感器RT与电阻R4、R5；电容C2、C3、C4组成测温电路开水后(或设定恒温功能后)，测温电蕗检测到的温度数据经CPU的模数转换口输入转换CPU比较设定温度如差异在±2℃以上，以输出口输出控制信号通过调温电路执行控制恒温调整軸(20)经调整冷热水的比例，使出水温度与设定温度基本一致即相差不会超过±2℃，实现恒温

调温恒温执行电路由上拉电阻R14-R17和门电路F2-F5与步进电机M1组成，以CPU的一组输出口控制对阀体恒温调整轴执行调整在实际出水温度与设定温度相差大于±3℃以上时则实施快调，温差在±3℃以内时则实施慢调使恒温精确稳定。该测温、调温恒温装置温度传感器RT的测温响应速度较快。