論文設(shè)計(jì)-鹽度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-01-28 18:16:57 本頁(yè)面
【正文】 信號(hào)達(dá)到測(cè)量目的。設(shè)計(jì)方案二 電導(dǎo)分析法電導(dǎo)分析法原理為電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率是溶液是各種離子的總貢獻(xiàn)，溶液的濃度和組成部分改變時(shí)，電導(dǎo)率隨之改變，兩者存在定量的關(guān)系。10V，輸入電阻為109KΩ相對(duì)輸入電阻來(lái)說(shuō)為無(wú)窮大，輸出電阻為70～100Ω,其輸出信號(hào)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。所以必須加以改進(jìn)，換用交流信號(hào)發(fā)生器，其設(shè)計(jì)如下示。同時(shí)也由于測(cè)量時(shí)溫度的不同，所以可能導(dǎo)至測(cè)量出的鹽度濃度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，從而影響鹽度的控制，所以必須在測(cè)量系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一個(gè)溫度補(bǔ)償控制系統(tǒng)，來(lái)補(bǔ)償由于溫度引起的誤差，從而達(dá)到工業(yè)的控制要求。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(cè)量系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、單片機(jī)處理系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)。由于鹽度不同，電導(dǎo)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(bǔ)償后傳給A／D轉(zhuǎn)換器，最后由MCS51單片機(jī)系統(tǒng)讀出A/D轉(zhuǎn)換值，經(jīng)計(jì)算處理核算出鹽度值，并驅(qū)動(dòng)液晶顯示器進(jìn)行鹽度數(shù)字顯示，同時(shí)和門檻值比較后，決定系統(tǒng)的控制動(dòng)作。鹽度控制器的設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)涉及到電子電路，傳感器電路，單片機(jī)等幾大科目。根據(jù)指導(dǎo)導(dǎo)師的設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)主體部分為鹽度測(cè)量傳感器部分電路的設(shè)計(jì)，再加上由于溫度的影響，使測(cè)量出現(xiàn)誤差，所以還必須加上溫度補(bǔ)償電路部分設(shè)計(jì)，其它部分電路設(shè)計(jì)不作過(guò)高要求。二、鹽度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)能較好地完成海水淡化的鹽度控制系統(tǒng)。其中鹽度測(cè)量系統(tǒng)由以下電路組成，振蕩器、傳感器測(cè)量電路、放大電路、電橋整流電路、功放電路。設(shè)計(jì)方案 鹽度傳感器電路的設(shè)計(jì)鹽度傳感器電路組成框圖如下圖1．2圖所示。 設(shè)計(jì)方案二由RC元件選頻網(wǎng)絡(luò)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(hào)，其電路原理圖如下圖1．4所示。其電路參數(shù)計(jì)算如下： 令φf(shuō)=0 φa=0振蕩頻率與振蕩波形 ?==1596HZ 和ω=ω0=Z1= R+ =Z2==由?=1596HZ= R取10K得C=1596=9﹒977109F=9﹒977103181。電導(dǎo)（G）既電阻的倒數(shù)，是衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量，單位為西門子（S）。對(duì)負(fù)載而言，既從輸出端向電橋看去，電橋可等效為ZO與UO的串聯(lián)，其參數(shù)計(jì)算如下。負(fù)載電壓為UL= U2O測(cè)量時(shí)此時(shí)為單臂工作，電橋均接入電導(dǎo)傳感器，既Z1=R1+△R1，Z2=R2=R1=100Ω，Z3=R3=R4=Z4=100Ω，由上式116和式117得UO=Ui=10mv=0．25mv～0．25mv將其分為20個(gè)小刻度值，因此電壓信號(hào)值每發(fā)生0．00625mv的變化，就表示鹽度值增加一個(gè)量級(jí)。圖1．6放大濾波電路 問題分析︰～0．25mv，必須經(jīng)放大后才能送入整流電路進(jìn)行整流，不可直截送入整流器整流，否則因輸入的電信號(hào)太弱小而直截被整流二極管消耗掉，則最低要2=,所以放大器放大倍數(shù)至少要在10000倍以上,經(jīng)查表選用運(yùn)算放大器型號(hào)為L(zhǎng)FT356型,其工作電壓為10V,最大放大倍數(shù)為200,因此至少要串聯(lián)兩極及其以上。這里放大不采用差分接法，而用減法電路實(shí)現(xiàn)放大，以便溫度補(bǔ)償電路接入單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC0832的地端連接。溫度測(cè)量電路部分設(shè)計(jì) 輸入用于提供測(cè)量電橋電路測(cè)量的電壓信采用+5V直流信號(hào)，溫度檢測(cè)元件經(jīng)查閱有關(guān)資料選用SJ19MF52A型號(hào)，其有關(guān)參數(shù)及其各種特性如下SJ19MF52型NTC熱敏電阻器l 概述：MF52型熱敏電阻器是采用新材料、新工藝生產(chǎn)的小體積的樹脂包封型NTC熱敏電阻器，具有高精度和快速反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。 。30% J：177。2% H：177。 2. B值（25/50oC）誤差： 對(duì)于標(biāo)稱電阻值精度為177。 * 注意事項(xiàng)由于MF52系列體積較小、焊點(diǎn)小、引線兩端不能承受過(guò)大拉力。比如1條直線，取2個(gè)點(diǎn)即可。問題是：對(duì)于頻率為f的信號(hào)，應(yīng)當(dāng)取多少個(gè)點(diǎn)，或者更準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)當(dāng)用多高的頻率進(jìn)行取樣？取樣定理將回答這個(gè)問題： 只要取樣頻率fS大于等于模擬信號(hào)中的最高頻率fmax的2倍，利用理想濾波器即可無(wú)失真地將取樣信號(hào)恢復(fù)為原來(lái)的模擬信號(hào)。 常用的取樣保持電路芯片有LF198等，其保持原理主要是依賴于電容器C上的電壓不能突變而實(shí)現(xiàn)保持功能的。 轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字可以用10進(jìn)制表示（如上述的“10”），也可以用2進(jìn)制數(shù)表示（如“1010”），或用BCD碼表示（如“0001 0000”）等，這就是所謂編碼。 （1
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