随着我国的科技发展,计量测试、科学研究和生物技术等领域对温度环境提出了更高要求,需要恒温槽来提供恒定温场。恒温槽是以液体为导热介质,通过温度控制系统以及搅拌装置,在内部形成均匀稳定的恒定温场。目前市面上常见的恒温槽主要采用以电热丝为加热装置、以压缩机为制冷装置的结构,本文利用半导体制冷技术代替电热丝与压缩机,设计了一种体积小、性能高、成本低、便于携带的恒温槽。首先,根据恒温槽的工作原理,对恒温槽系统进行整体设计,主要包括槽体结构设计、半导体制冷片选型、搅拌方式选择、隔热材料选择、加热/制冷结构设计以及防腐蚀措施等。其次,根据恒温槽的控制特点,对恒温槽温度控制算法进行设计,研究了基于恒温槽温度控制特点的传统PID控制以及神经网络PID控制算法,利用基于BP神经网络的PID控制算法实施了恒温槽的温度控制。完成了硬件电路以及软件系统的设计,系统硬件电路以STM32为主控核心,完成了电源模块、测温模块、加热/制冷模块、液位检测模块和人机交互模块等原理图设计,绘制PCB电路板并进行焊接调试,完成恒温槽温度控制系统的硬件平台搭建。对各个功能模块进行编程,使用MATLAB编写上位机软件。经调试运行,本文设计的高精度恒温槽温场稳定性为±0.01℃、波动性为±0.015℃,满足设计要求。