摘要: 为了适应快速增长的在黑体炉、精密恒温槽、分析仪器等各领域內精确测 量与控制温度、流量、压力等多方面的需要，在宇电公司 AI 智能仪表（0.1 级） 的基础上，开发了 AIJ 多功能控温仪/调节器（0.05 级，0.02 级）。在电压信号 测量方面，在从-100 毫㐲到+100 毫㐲的范围内，本仪器能达到万分之一的测量 精度和百万分之一的(±0.1μV)分辨力。在热电阻的测量方面，在从 0Ω到 500 Ω的范围内，也就是在 Pt100 从-200℃到 850℃的范围内、达到万分之一的测量 精度和 0.001Ω或±0.001℃分辨力。本文还发展了早先提出的热传递模型、控 制算法和曲线拟合技术 [1]，推导了三参数(传热时间因子，散热时间因子和比例 因子) 模型的理论公式。测试结果表明，本算法具有简单快速的特点。它能精确 控温，即使对大惯性系统，亦可获得较快而无超调的动态特性，其控制效果明显 优于常规的 PID 调节器。AIJ 多功能控温仪/调节器已经成功地应用在需要精密 控温的部分领域。随着 AIJ 仪表的不断完善与创新，和高精密控制领域日益增长 的需要，它将有更为广阔的应用前景。
关键词：微信号(0.1μV,0.001℃)测量；自控理论; PID 控制算法；时间因子；比例 因子；大惯性系统
1 引言
1989 年我在厦门大学化学系催化研究室工作期间，基于催化实验中对程序 控温的严格要求，我开展了关于 XCC 程序控温仪本科毕业生毕业设计的研究课题。 当时我的儿子周宇，是海洋物理专业的毕业生。从孩子时代开始，周宇就对电子 线路有着浓厚的爱好。他说他对这项目有兴趣，于是我把他从海洋系借过來，开 始了这一课题的研究工作。短短的几个月时间，周宇就掌握了电子线路的设计与 汇编语言的编程，对这一项目作出了重要贡献。该项目在 1991 年 12 月通过国家 教委的科学技术成果鉴定，并发表论文数篇 [1-3]。1992 年，我们的这项研究成果 获得了“福建省发明与革新成果展览会银奖”，并在 1996 年入选了《中国“八 五”科学技术成果选》，也获得了《国家科技成果完成者证书》（1997）。周宇 在厦大毕业以后，开始了自我创业的过程，创办了厦门宇电自动化科技有限公司。 在短短的十多年的时间里，领先开发多项首创技术，并不断创新，使宇电成为具 有核心竞争力的龙头企业 [4]。本人在厦大退休以后，从 2006 年到宇电工作的十 多年时间里，仍活跃在科研开发的第一线。在周宇及开发部的支持与帮助下，开 发了 AIJ3.3(0.05 级),于 2009 年在宇电定型生产,后来又开发了 AIJ4.1。最近， 又在宇电冯春林、周权等的支持与邦助下，开发了 AIJ5.0(0.05 级)。由于宇电 业务员江灵兵的努力，浙江湖州唯立仪表厂及湖州祥安设备厂都使用 AIJ 控温仪 作为该两厂家仪表的核心部件。湖州唯立仪表厂是从 2014 年十二月开始合作的， 4.1 版的有 900 台左右，5.0 版本 2016 到现在有 100 多台。客户对 4.1 版相当满 意，认为国内没有厂家有这款表的稳定度与精度。5.0 还刚开始用，但各项指标 也达到用户的要求。湖州祥安设备厂从 2012 年开始合作以来，用我们的 3.3 版 大概有 700 台左右，对我们的仪表也相当认可。本文根据最新开发的 0.02 级仪 表 AIJ5.1,讨论 AIJ 仪表的核心技术，着重介绍高精度的测量技术与新颖的控制 算法。
作者：周泰锦