多路热电偶测温系统设计开题报告

 2022-10-14 16:19:46

1. 研究目的与意义

随着科学技术的不断进步与发展,在工业生产中温度是常用的被控参数,而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今社会发展的主流。温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家用电器等各种温度控制系统中广泛应用,且由过去的单点测量向多点测量发展。标准化热电偶工艺目前比较成熟,应用广泛,性能优良稳定,能成批生产,同一个型号可以互换,统一分度,并有配套仪表。由于热电偶直接和被测对象接触,不受中介的影响,因而测量精度高,并且可以在-200~ 1600范围内进行连续测量,甚至有些特殊热电偶,如钨-铼,可测量高达 2800度的高温,且构造简单,使用方便。近年来随着科学技术的发展,热电偶传感器的缺点不断被克服,应用也越来越广泛。尤其是出现了数字式智能化的热电偶传感器,它是一种先进的数字式测温系统,将其测温部件技术与微处理器的计算功能结合为一体,使得测量仪表至控制仪表成为全数字化系统。

2. 课题关键问题和重难点

热电偶采用K型热电偶,信号调理电路采用AD590进行冷端补偿,典型仪表放大电路进行信号放大,压控电压源二阶低通滤波网络,基于labview的数据采集处理系统

热电偶测温系统由3大部分组成:测量与放大电路、A/D转换电路、数据显示电路

1、 热电偶冷端的温度补偿

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3. 国内外研究现状(文献综述)

在过程控制的实时检测和监控系统中,温度的采集是很普遍的。快速、可靠地采集到工业现场中的高精度温度数据可以为过程控制系统提供可靠的依据。我国对于温度测控技术的研发较晚,始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上,才掌握了温度室内微机控制技术,该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。在技术上,以单片机控制的参数单回路系统居多,尚无真正意义上的多参数综合控制系统,与发达国家相比,存在较大差距。而国外对温度控制技术研究较早,始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。70年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化方向发展。近百年来,温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段;(1)传统式的分立式温度传感器(含敏感元件);(2)模拟集成温度传感器/控制器;(3)智能温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化像智能化、网络化的发展方向发展。同时具有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。

在传统的温度检测系统中,使用热电偶之类的温度传感元件,利用其感温效应,将被测温度转换成电压或电流采集过来,进行A/D转换,将模拟温度值转换成对应的数字温度值,再通过显示设备显示出来。这种电路需要A/D转换器,所以电路相对复杂。智能温度传感器内部集成了A/D转换器,可以很容易地与单片机或微型计算机进行连接。目前的温度检测系统大多是以单片机、PLC、CPLD/FPGA等作为控制器,然后通过数码管或液晶显示器进行显示。随着工业生产效率的不断提高,自动化水平与范围的不断扩大,对温度传感器的要求也越来越高。所以在扩展测温范围、扩大测温范围、扩大测温对象、显示数字化和检定自动化等方面的研究投入了更多的时间和精力。随着我国经济不断的发展和政府对高科技的投入,发展以温度传感器为载体的温度测温技术具有重大意义。目前,温度检测系统正向着虚拟仪器、物联网的方向发展。

热电偶的种类及测温范围如下:

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4. 研究方案

1、查阅资料

针对所选的题目查找设计所需要的资料,了解相关的一些信息。

2、熟练掌握设计所需要的内容

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5. 工作计划

第1周:查阅资料,阅读并学习;

第2周:需求分析,确定设计方案,资料译文提交;

第3周:学习单片机仿真软件protues的使用;完成开题报告;

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