基于Arduino的PID算法在温度测控实验中的应用研究

作     者：王立力 林炳权 陈羽 梁飞翔 唐强 WANG Lili;LIN Bingquan;CHEN Yu;LIANG Feixiang;TANG Qiang

作者机构：中山大学物理学院 中山大学物理学国家级实验教学示范中心 

出 版 物：《物理与工程》 (Physics and Engineering)

年 卷 期：2025年第35卷第2期

页      面：207-213页

学科分类：08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 081201[工学-计算机系统结构] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家级大学生创新创业训练计划项目(202310415) 中山大学本科教学质量工程项目(中山大学教务96号,74130-12220011) 

主　　题：闭环温度控制 热电偶 Arduino PWM调制 PID算法 

摘      要：温度作为最基础的一个物理学标量，无论是在前沿科学研究还是日常生活中都具有十分重要的意义。本实验选用一种3D打印喷头作为控制对象，通过K型热电偶与LM35组成温度测量电路实时、快速地采集目标温度，利用Arduino UNO单片机将采集到的温度数据采用PID算法进行处理，并根据计算结果输出PWM信号控制加热电路，从而实现了温度的稳定测控。相比于传统的比较型控制电路，本实验采用的PID算法闭环控制，可以将被控对象稳定在设定温度，消除了控温过冲以及漂移的现象。