【正文】 級(jí)：測控 091 班 學(xué) 號(hào)： 202100454113 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2021 年 06 月 論文編號(hào)： 202100454113 I 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異的發(fā)展，社會(huì)各領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析檢測也越來越需要更加準(zhǔn)確清晰的顯示處理，這也符合社會(huì)發(fā)展的主要趨勢，逐漸走向高智能化的社會(huì)層面，更加人性化。在此基礎(chǔ)上，提出了基于 AT89S52 單 片機(jī)的氣密性檢測儀 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 Therefore， research and development of various kinds of instrumentation systems is being more and more shows its important social function， among them, the gas tightness detection is one of important research direction, especially in the bus， the container related has been a great role in mechanical instrument. In this paper direct pressure tightness detector and the basic framework or the overall design ideas were introduced。因?yàn)槌２捎贸錃獾姆椒ㄟM(jìn)行檢測，也稱為氣密性檢測。 隨著工業(yè)自動(dòng)化和檢測技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的氣密性檢測手段，如浸水法和涂抹法逐漸被淘汰，開始利用氣體的物理特性或化學(xué)特性變化來檢測是否有泄漏產(chǎn)生，例如氦質(zhì)譜儀、超聲波檢測儀、 鹵素檢測儀、激光檢測儀等 。車廂密封性能產(chǎn)生的直接影響： 1）外部灰塵和濕氣的滲入量； 2）有害氣體的含量； 3）降音隔噪效果； 4）空調(diào)效果。本文將對(duì)氣缸密封性參數(shù)的檢測方法進(jìn)行討論，并在此基礎(chǔ)上介紹一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸活塞組的不解體簡易檢測與診斷方法。 氣密性檢測儀的發(fā)展現(xiàn)狀 2 目前比較流行的氣密性檢測方法是利用氣體流量公式進(jìn)行檢測，首先測量與泄漏量相關(guān)的一些參數(shù)，例如壓力、壓差、彈性波等，然后將這些相關(guān)量通過定關(guān)系式轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的泄漏量。利用該設(shè)備首先對(duì)工件進(jìn)行氣密性檢測，如果工件合格，則完成了檢測，將工件送出；如果工件泄漏量超標(biāo)，則將工件及卡具等作為一個(gè)整體沉入一個(gè)水槽里，觀察具體的泄漏位置。 軟件仿真模塊主要分為兩部分： protues 硬件電路仿真、 keil 軟件程序的仿真。 4） 實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)判斷以及報(bào)警 能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)做出正確的判斷，是否合格，不合格則鈴聲和燈光報(bào)警。其工作的原理即： 如果是直接壓力法，則先對(duì)被測件充氣，使其達(dá)到平衡，然后，測量被測件的氣壓值得變化形勢，每隔一段時(shí)間要采集一次數(shù)值，而泄漏量則是初始平衡狀態(tài)下的氣壓值與適時(shí)值的差值，當(dāng)這個(gè)差值大于設(shè)定的泄漏量值時(shí)，則要系統(tǒng)報(bào)警，工件氣密性不合格。根據(jù)工件的類型和密封性能要求，可以選擇不同的檢測方法。另外，鑒于一些工件易生銹、易腐蝕等特性，這些檢測方法不適合。 目前比較流行的氣密性檢測方法是利用氣體流量公式進(jìn)行檢測。其中被測參數(shù)的選取，對(duì)氣密性檢測精度有直接影響。直接壓力法有如下特點(diǎn)：測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，自身容積小、測量范圍寬等特點(diǎn)。其主要框圖結(jié)構(gòu)如下： 圖 31 硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 使用一個(gè)直壓傳感器來檢測壓力變化，溫度傳感器來測溫，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路之后，將采集到的信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行 ad 模數(shù)轉(zhuǎn)換，并且由單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，判斷壓力變化值是否否和預(yù)設(shè)數(shù)值范圍，如果符合，則輸出 LCD 顯示并且上面做出漢字說明，如果所測數(shù)值超過了預(yù)設(shè)范圍，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并顯示其測得量的變化率。根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求，時(shí)鐘頻率可以設(shè)置在 033M 之間。同時(shí)，該單片機(jī)支持計(jì)算機(jī)并口下載，簡單的數(shù)字芯片就可以制成下載線，本次設(shè)計(jì)根據(jù)最小系統(tǒng)的具體情況，使用雙列直插 DIP40的封裝。 氣壓傳感器的基本原理： 某些氣壓傳感器主要的傳感元件是一個(gè)對(duì)壓強(qiáng)敏感的薄膜，它連接了一個(gè)柔性電阻器。 某些氣壓傳感器的主要部件為變?nèi)菔焦枘ず小?pcb 尺寸*18mm 支持 5V/ 電壓輸入 常 用的引腳已經(jīng)引出，插針為標(biāo)準(zhǔn) 另外，杭州潤辰科技有限公司的 PRC801 壓力傳感器，本產(chǎn)品具有多種結(jié)構(gòu)形式（直接引線、航空插頭），外形結(jié)構(gòu)緊湊，方便用戶使用，壓力敏感元件采用擴(kuò)散硅充油芯體，長期穩(wěn)定好，采用不銹鋼殼體，具有耐腐蝕功能。 C ~ 125176。 圖 36 AD590電流輸出型兩端溫度傳感器 10 AD590電流輸出型兩端溫度傳感器是 AD公司利用 PN結(jié)構(gòu)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器 .（熱敏器件） AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。電源電壓可在 4V~6V 范圍變化，電流 變化 1mA，相當(dāng)于溫度變化 1K。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M 五檔，其中 M 檔精度最高，在 55℃～ +150℃ 范圍內(nèi)，非線性誤差為177。 2）可量測范圍 55℃至 150℃。 DSl820 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源，因?yàn)槊恳粋€(gè)DSl820 在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)，因此任意多個(gè) DSl820 可以存放在同一條單線總線上，這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件， DS18B20 測量范圍從 55176。 11 圖 37 DS18B20 上圖。這種影響的范圍大致在溫度每變化1℃時(shí)，引起 的壓力變化為 %的測量壓力值，隨測試壓力的提高，溫度的影響會(huì)變得明顯。 由溫度引起的壓差變化關(guān)系式： ?P=00 TTP ?? P0 為初始平衡壓力 ?P為測試終止時(shí)與初始狀態(tài)下的壓差 T0 為初始溫度 12 圖 38 溫度與壓力的變化曲線關(guān)系圖 本次設(shè)計(jì)中由于考慮到溫度對(duì)氣壓的影響，溫度的升高會(huì)引起氣壓的變大，所以溫度傳感器采用的是數(shù)字式 DS18B20 傳感器，它具有感應(yīng)靈敏，成本低，精度高等特點(diǎn)， 在這次設(shè)計(jì)中也起到很明顯的消除誤差的作用。 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μ s。 7）低功耗，約 15mw。 首先，選擇 AD 轉(zhuǎn)換通道，因?yàn)橛玫闹皇且宦纺M通道采集，所以 a0=0， a1=0，a2=0。 當(dāng)然，采集溫度數(shù)據(jù)的時(shí)候，要設(shè)置好輸出數(shù)據(jù)的分辨率，在本次設(shè)計(jì)中，采用的是 12位數(shù)字輸出信號(hào)，對(duì)應(yīng)的精度為 ℃ 。 如上，如果溫度值為負(fù)值，則顯示負(fù)號(hào)，否則什么都不顯示。 將采集到的氣壓值，即 0255之間的一個(gè)數(shù)字量，讓其乘以 ad 轉(zhuǎn)換電壓 5v，再乘以量程與 5v電壓范圍的倍數(shù)，得到的是采集到的氣壓值： adoe=1。 //最高位 b2=((2*temp)*500/255)/10%10。 //第二位 b33=((2*(255temp))*500/255)%10。 數(shù)據(jù)處理模塊要判斷所測氣壓變化量是否在所測范圍內(nèi)，即變化量P600kpa 時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。HD44780 內(nèi)置了 DDRAM、 CGROM 和 CGRAM。那么一行可有 40個(gè)地址呀？是的，在 1602 中我們就用前 16個(gè)就行了。 硬件電路如下圖所示： 圖 313 報(bào)警電路連接圖 硬件電路仿真圖中，沒有加上報(bào)警燈，這個(gè)在做實(shí)物焊接的時(shí)候，是講一個(gè)紅色發(fā)光二極管與一個(gè)蜂鳴器并聯(lián)后接到 P2_5 上面的，氣壓值每隔一段時(shí)間檢查一 次，當(dāng)氣壓值小于某一個(gè)設(shè)定值的時(shí)候，發(fā)生報(bào)警信號(hào)，便于工作人員將不合格產(chǎn)品挑除。 uVision4 引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠拖放到視圖內(nèi)的任何地方，包括支持多顯示器窗口。 系統(tǒng)瀏覽器窗口的顯示設(shè)備外設(shè)寄存器信息 178。在“文件名”中輸入您的第一個(gè) C 程序項(xiàng)目名稱，這里我們用“ test”，只要符合 Windows 文件規(guī)則的文件名都行。 圖 43 單片機(jī)型號(hào)設(shè)置示意圖 選擇 AT89S52，點(diǎn)擊‘ ok’即建立了工程。 圖 46 生 成“ .hex”文檔 系統(tǒng)軟件編程整體框圖 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖如下： 23 圖 47 軟件流程圖 如上圖所示， 1） 啟動(dòng)電源，單片機(jī)進(jìn)行端口選擇， AD 初始化，單片機(jī)各個(gè)通道初始化，DS18B20 初始化， LCD1602 初始化。 5） 判斷處理，如果泄漏量不超出設(shè)定范圍，則正常顯示，如果超出，則顯示氣壓值和 泄漏量，并且能夠聲光報(bào)警。 tt++。 else a4=1。//顯示 } } tt 代表的是設(shè)置的循環(huán)時(shí)間段參量，初始值為 0，每 1 秒加 1，加到 tt=5時(shí)，剛好 5秒，系統(tǒng)中斷采集數(shù)據(jù)，分析處理，并且報(bào)警。 26 表 51 壓力與泄漏量采集關(guān)系值 誤差分析 根據(jù)得到的數(shù)據(jù)可以看出 ，壓力值與泄漏量之和基本上 999kpa 和壓力初始值 1000kpa 相差 1kpa，我想可能是硬件電路采集過程中，仿真信號(hào)的電壓的影響，或者可能是 ad 轉(zhuǎn)換芯片不夠精準(zhǔn)，當(dāng)然也可能我在編程的過程中，參數(shù)設(shè)置上出了一點(diǎn)小的毛病。 硬件焊接時(shí)，由于找不到合適的測壓器件，無法對(duì)壓力傳感器進(jìn)行比較精確的標(biāo)定，還有，傳感器調(diào)理電路不知道怎么的，傳感器輸出信號(hào) 4mv，當(dāng)我把這個(gè)信號(hào)接到調(diào)理電路上之后，信號(hào)就會(huì)發(fā)生變化，變成了 ，這個(gè)問題我想了好長時(shí)間，不知道怎么解決，可能是調(diào)理電路沒有設(shè)計(jì) 好吧，挺遺憾的。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于硬件條件的不足，以及時(shí)間的緊迫，設(shè)計(jì)任務(wù)中的壓力傳感器模塊，以及與之相匹配的調(diào)理電路模塊沒有真正的做出來，為此感到很遺憾，至于其它各個(gè)任務(wù)要求都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，我覺得本次設(shè)計(jì)真正做完后，可以根據(jù)測壓范圍的大小，以及傳 感器的接口方面匹配因素，可以將此檢測儀應(yīng)用的汽車制造，工業(yè)控制，胎壓檢測等方面，應(yīng)用廣泛，市場前景比較大。同時(shí)，還幫助我們改掉了處理事情時(shí)懶散的習(xí)慣。掌握其使用的要領(lǐng)，運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中去。//數(shù)據(jù)類型重新定義 typedef unsigned char uchar。 //EOC 接 sbit adstart=P3^6。 //C sbit RS=P3^5。 long int temp,b1,b2,b3,b4,b5,b11,b22,b33。 int k=7。//溫度正負(fù)標(biāo)志 unsigned char code str1[]={T: C KPa}。CLK=~CLK。 EN=1。 P0=value。 EN=0。 //每次寫入數(shù)據(jù)后地址指針加 1 write_LCD_mand(0x01)。 DQ = 1。 //精確延時(shí)大于 480us DQ = 1。 34 for (i=8。 DQ = 1。 } /**********寫數(shù)據(jù) ************/ void ds1820wr(uchar wdata) { unsigned char i=0。 DQ = wdataamp。 wdata=1。//*跳過讀序列號(hào) */ ds1820wr(0x44)。//*讀取溫度 */ a=ds1820rd()。 tvalue=tvalue|a。 } tvalue=tvalue*()。 //百位數(shù) disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30。 //正溫度不顯示符號(hào) else flagdat=