高精度温度巡检仪设计毕业论文.docx
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1、高精度温度巡检仪设计毕业论文目录1 绪论21.1 课题研究的背景及目的21.2 国内外研究动态31.3 论文的主要研究内容: 42方案设计与选择52.1 系统设计要求52.2 设计方案52.2.1 方案一52.2.2 方案二62.2.3 方案三62.2.4 方案比较论证63系统的硬件电路设计73.1 单片机主控制模块 73.1.1 单片机选型 73.1.2 最小系统电路设计103.2 温度信号处理模块113.2.1 温度传感器选型 113.2.2 PtlOO 测温原理 123.2.3 温度信号处理电路设计123.3 多路选择器模块 133.3.1 多路选择器选型133.3.2 多路选择器电路设
2、计133.4 模数转换模块143.4.1 A/D转换器选型143.4.2 A/D转换电路设计 213.5 温度显示模块 223.6 报警及键盘输入模块233.7 电源模块244系统的软件设计 264.1 主程序设计274.2 温度信号处理子程序设计284.3 显示子程序设计294.4 八位数据倒序处理子程序设计304.5 A/D7705读出子程序设计 304.6 A/D7705初始化子程序设计314.7 单通道温度查询显示子程序设计315调试与仿真31结论34致谢35参考文献36附录37附录A 37附录B 51附录C 521绪论1.1 课题研究的背景及目的随着“信息时代”的到来,作为获取信息的
3、手段传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。很多机械部件和结构构件在各种非常温环境下负载运行。特别是航空、航天、核工程、化工和动力等部门的很多设备、机械处于高温或低温下工作,特别在高温环境中,测量条件很恶劣,一般的变形测量仪表难于接近高温,采用专门的电阻传感器在非常温环境中进行测量是现实可行的一种方法。传感器能把被测物理量转换为有确定对应关系的电量输出的测量装置,满足信息的记录、显示、传输、处理和控制等要求。传感器是实现自动测量和控制的首要环节,在工业生产自动化、航空航天、能源交通、土建结构、环境保护及医疗卫生等领域,各种传感器在检测各种参数方面起到
4、十分重要的作用。止匕外,用于工厂自动化制造系统中的机械手或机器人可实现高精度在线测量,保证产品的质量,因此国内外已普遍重视各种传感器的研制、生产和应用。传感器技术已经成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。在实际生产过程中温度的测量具有本身独特的特点:(1)温度的测量环境恶劣,常伴有巨大的冲击力或高温气体的高速流动,测量技术难度非常大。(2)测温环境半径大,覆盖面广,系统大,造成了测点分散。(3)许多工业产品对温度范围要求严格,对温度不仅要不断地测量而且还要进行控制。特别是遇到温度超过预设值时,要求系统会报警。在温度巡检仪没有普及之前,温度计测温被人们运用在大多数温度测量场合。由于温度
5、计本身的结构和功能所限,它只能对一些要求精度不高的地方进行粗略检测,对于一些要求严格控温的场合没有办法检测。随着生产力的发展,生产规模的扩大和对生产管理的自动化水平的高要求,人们开始关注具有温度自动巡检功能的多路温度巡检仪。多路温度巡检仪的出现和发展顺应了时代和工业的发展趋势,推动了经济技术指标的革新。它是由温度传感元件、转换元件、显示元件和控制元件构成。其测温原理是:多个传感器的输出电参数跟随温度的变化而变化,输出并变换成统一规格的电信号,由多路数据选择器选通,以采样、量化、编码和必要的辅助运算方法将模拟量转换成数字量。再经数字电路或微处理器及外围电路处理后,在显示元件上输出对应的温度值。重
6、复上述过程,可以实现轮流周期性地采集被测信号并显示。当然,根据实际需求,也可以进行单通道温度的查询与显示。1.2 国内外研究动态我国仪器仪表行业总体的技术水平与国际水平相差1015年,少数产品接近或达到了国际水平。近年来。我国国民经济持续高速增长,仪器仪表产品需求旺盛,行业发展迅速。但在高技术、高附加值的产品方面和国外相比还有较大差距,其主要体现在流程工业用仪器仪表和自动化系统方面。信息技术的进步推动了工业自动化仪表与控制系统的向前发展,近年来,计算机科学和微电子技术的迅速发展和普及,导致了仪表的结构概念和设计观点等都发生了突破性的变化,形成了一类具有普通仪表的基本功能,又有一般仪表所没有的特
7、殊功能的高档低价仪表。工业自动化仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表;全面扩大服务领域,推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化,完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变。1、智能化。从工业自动化仪表的发展趋势看,智能化是其核心部分,所谓智能化表现在其具有多种新功能。在工控方面,过去控制的算法,只能由调节器或DCS来完成,如今一台智能化的变送器或者执行器,只要植入PID模块,就可以与有关的现场仪表在一起,在现场实现自主调节;从而实现控制的彻底分散,从而减轻了DCS主机的负担,使调节更加及时,并提高了整个系统的可靠性。2、高精度化。由于工业生产对成品质量的
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