論文設計-鹽度控制器系統(tǒng)設計(已修改)
2025-06-20 23:55 本頁面
【正文】 畢業(yè)設計 (論文 ) 題 目： 鹽度控制器設 學 生 ： 詹 飛 學院 (系 )： ________電信 學院 專業(yè)班級 ： 自動化 1024 班 指導教師： 劉 強 國 輔導教師： 劉 強 國 時 間： 至 _________________ 一、前言 根據(jù)大學本科畢業(yè)要求，本科畢業(yè)生在畢業(yè)時都要完成畢業(yè) 項目設計，按照自動化專業(yè)本專業(yè)的要求，經(jīng)本人 結(jié)合個人學習特點， 選定并 經(jīng)指導老師同意，決定選做 本題鹽度控制器的設計 作為畢業(yè)設計科目。 鹽度控制器的設計整個系統(tǒng)涉及到電子電路，傳感器電路，單片機等幾大科目。 根 據(jù)指導導師的設計要求， 本設計主體部分為鹽度測量傳感器部分電路的設計，再加上由于溫度的影響 ，使測量出現(xiàn)誤差，所以還必須加上溫度補償電路部分設計，其它部分電路設計不作過高要求。 鹽度測量技術由電導測鹽法代替了傳統(tǒng)的化學滴定法，并 研 制出多種不同型式的鹽度計，它們顯示了各自的長處，目前，應用最廣泛的是感應式鹽度計和電極式鹽度計。本裝置根據(jù)電導法原理，以兩根平行安置的圓柱狀 金屬電極 做探頭，具有經(jīng)濟耐用、不易損壞的特點。由于鹽度不同，電導率不同，從而探頭兩端電阻值不同，電橋?qū)㈦娮璧淖兓D(zhuǎn)換為輸出電壓的變化（或者采取串 連電阻分壓法），接著經(jīng)放大和線性補償后傳給 A／ D 轉(zhuǎn)換器，最后由 MCS51 單片機系統(tǒng)讀出 A/D轉(zhuǎn)換值，經(jīng)計算處理核算出鹽度值，并驅(qū)動液晶顯示器進行鹽度數(shù)字顯示，同時和門檻值比較后，決定系統(tǒng)的控制動作。 二 、鹽度控制器系統(tǒng)設計 設計任務與要求 設計 能較好地完成海水淡化的鹽度控制系統(tǒng)。其原理示意 1． 1 所示 。 設計應該包括的內(nèi)容為 鹽度控制測量的原理 系統(tǒng)整體設計框圖 控制電路圖與控制原理 溫度傳感器的選用及電路設計 鹽度傳感器的選用及電路設計 參數(shù)要 求，要求設計出的鹽度傳感器測量范圍在 0～ 20 106，分辨率為 1 106，超過 15 106既報警；正常工作溫度為 30～ 50℃。 鹽度控制器系統(tǒng)框圖總體敘 述 本系統(tǒng)主要有四大部分組成，即鹽度測量系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、單片機處理系統(tǒng)、 執(zhí)行系統(tǒng)。 其中鹽度測量系統(tǒng)由以下電路組成，振蕩器、 傳感器測量電路、 放大電路、 電橋 整流電路、 功 放 電路。道先整個系統(tǒng)由振蕩器發(fā)出一個直流 或交流 信號送給鹽度測量傳感器電路，經(jīng)測量 由電橋轉(zhuǎn)換 得到一個測量信號再經(jīng)放大電路加 以放大整流再 次 加以放大，最后送入單片機處理。經(jīng)單片機處理后的 控制 信號再送入執(zhí)行機構進行鹽度控制 并同是送入顯示器是路進行顯示 。同時也圖 1． 1 由于測量時溫度的不同，所以可能導至測量出的鹽度濃度 數(shù)據(jù)不準確，從而影響鹽度的控制，所以必 須在測量系統(tǒng)基礎上增加一個溫度補償控制系統(tǒng)，來補償由于溫度引起的誤差，從而達到工業(yè)的 控制 要求。 設計方案 鹽度傳感器電路的設計鹽度傳感器電路組成框圖如下圖 1． 2圖所示。 振蕩器電路設計 設計方案一 振蕩器電路用于產(chǎn)生一個電壓和電流信號用于供給測量傳感器電路信號的供給， 此信號可以是一個直流電信號也可以設計成交流電信號，方案一可選用 一由 555 振蕩器電路產(chǎn)生一個方波信號作為傳感器 測量供 給信號 。 其電路原理圖如下圖 1． 3 所示 圖 1． 2— 鹽度傳感器整體原理圖 圖 1． 3555 振蕩器電路 555 產(chǎn)生的方波信號由于是一個直流電信號，雖然能夠供給測量傳感器電路一個電信號，直流信號送到傳感器電極上但由于 直流電信號極性為單一方向的，由于電極常期放入鹽水 中， 因此容易被氧化，從而傳感器不能準確測量，甚至不能測量。所以必須加以改進，換用交流信號發(fā)生器，其設計如下示。 設計方案二 由 RC 元件選 頻網(wǎng)絡和放大電路兩部分組成的 RC 振蕩電路一般用于產(chǎn)生 1HZ—1MHZ 范圍的低頻信號，其電路原理圖如下圖 1． 4 所示。 圖 1． 4—RC 振蕩器電路 適當調(diào)整負反饋的強弱，使進入振蕩時 Av=1+Rt/R1 的值略大于 3，之后穩(wěn)定 時 為 3，其輸出波形為正弦波。 經(jīng)查表 運算放大器選 用 AD522為專門測量儀器使用運算放大器，其工作輸入電源電壓 177。 10V，輸入電阻為 109KΩ 相 對輸入電阻來說為無窮大，輸出電阻為 70～ 100Ω ,其輸出 信號電壓有效 電壓 規(guī)定要求 為 Vom=10mv，輸出頻率 規(guī)定要求 為? =1596HZ。 其 電路 參數(shù)計算如下： 令 φ f=0 φ a=0 振蕩頻率與振蕩波形 ? =RC?21=1596HZ 和 ω =ω 0=RC1 Z1= R+sC1 =sCsCR1? Z2=sCRsCR11?? =sCRR?1 由 ? =1596HZ= RC?21 R 取 10K 得 C= R?21 1596=9﹒ 977 109F =9﹒ 977 103181。F= 約取 C1=C2=0﹒ 01181。F 由 振蕩器平衡條件 AV≈ 3=1+Rf/R1= 又由 AV=ViVo =1+1RRf ≈ 3 可得1RRf ≈ 2 取
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