【正文】 ℃或177?！婊?77。℃或177。在此，向郭穎老師致以深深的敬意和誠(chéng)摯的謝意!在論文的修改的過(guò)程中，還得到了許多同學(xué)很多建議，給我精心指導(dǎo)與熱心幫助；感謝孫雨晴同學(xué)，為我提供的一些論文資料及討論，在此向她表示衷心的感謝!另外，在在論文的寫(xiě)作過(guò)程中參考了大量文獻(xiàn)資料，在此謹(jǐn)向資料作者表示感謝。 ②用高精度的多功能數(shù)字測(cè)量?jī)x直接讀取熱電阻信號(hào)和熱電偶信號(hào)，上位機(jī)與數(shù)字測(cè)量?jī)x之間采用RS．232接口進(jìn)行數(shù)字通信，既減少了采樣誤差，又提高了系統(tǒng)抗干擾能力。 (2)計(jì)算機(jī)檢查熱電偶連接情況 計(jì)算機(jī)輸出控制信號(hào)，依次導(dǎo)通多路開(kāi)關(guān)中各繼電器，同時(shí)向發(fā)出測(cè)量信號(hào)，判斷標(biāo)準(zhǔn)熱電偶、被檢熱電偶連線是否斷路或反相。 上位機(jī)軟件功能結(jié)構(gòu)框圖 上位機(jī)軟件主要由以下功能模塊組成： (1)檢定過(guò)程控制模塊 該模塊主要實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢定過(guò)程的自動(dòng)化操作。 (4)偏差變化量|ec|的大小表明偏差的變化率，|ec|值較大，KP的取值越小，KI取值越大［13］。若KI過(guò)小，將使系統(tǒng)靜態(tài)誤差難以消除，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。它們的語(yǔ)言變量、基本論域、模糊子集、。被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型可以是已知的、精確的，也可以是未知的、模糊的。PID控制是發(fā)展最早、理論最成熟、應(yīng)用最為廣泛的控制策略，具有計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性好、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。假定，T為爐內(nèi)溫度，Qj為加熱量，QS為散熱量，A為檢定爐熱容。因此，本系統(tǒng)選用支持ISA等總線的臺(tái)灣研華\控制機(jī)［9］。： PC6320端口地址與功能 端口操作地址操作命令功能基地址+0寫(xiě)設(shè)通道代碼，選通道基地址+0寫(xiě)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換基地址+0讀查詢A/D轉(zhuǎn)換狀態(tài)基地址+1讀讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果基地址+5寫(xiě)寫(xiě)D/A0 8位數(shù)據(jù)基地址+6寫(xiě)寫(xiě)D/A1 8位數(shù)據(jù) D/A輸出方式設(shè)定： D/A輸出方式跨接選擇器J3與J4用來(lái)改變D/A的輸出方式，其中J4對(duì)應(yīng)D/A0，J3對(duì)應(yīng)D/A1。 觸發(fā)板接線示意圖 模擬量輸出接口卡同數(shù)字量輸出接口卡一樣，選擇PC6320模入模出接口卡。接線簡(jiǎn)便，無(wú)須外接同步變壓器，無(wú)須考慮相序問(wèn)題。它的輸出函數(shù)可以被其它應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)直接調(diào)用。撥碼第8位表示地址線A9，撥碼第1位表示地址線A2。用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。 2) 輸入信號(hào)電平范圍：TTL～48V。福祿克FLUKE289/F289/F289C真有效值數(shù)字萬(wàn)用表（1）特定功能介紹：TrendCapture“趨勢(shì)捕獲”：新的TrendCapture“趨勢(shì)捕獲”繪圖功能可幫助用戶更加快速地檢測(cè)和查看間歇事件，并對(duì)故障進(jìn)行分析；擴(kuò)展內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)（10000個(gè)讀數(shù)）：通過(guò)容量擴(kuò)展的內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄，即使在惡劣環(huán)境中，或在人員操作難以實(shí)現(xiàn)難以操作的情況下，也可進(jìn)行連續(xù)多天的測(cè)量；存儲(chǔ)多次多段記錄結(jié)果（無(wú)須多次下載）：在需要進(jìn)行PC下載之前，存儲(chǔ)多次或多段記錄的結(jié)果而提高效率；加強(qiáng)型“最小值/最大值/平均值”功能：所有數(shù)據(jù)都顯示在一個(gè)屏幕上，無(wú)需翻動(dòng)屏幕或不同按鍵，可在一個(gè)屏幕上同時(shí)看到最小值，最大值和平均值以及開(kāi)始時(shí)間和經(jīng)過(guò)時(shí)間；可選的低通濾波器（289）：對(duì)變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和其他有嚴(yán)重電氣噪聲的設(shè)備進(jìn)行精確的電壓和頻率測(cè)量；小電阻（289）：以1毫歐的分辨率測(cè)試50歐姆的小電阻，對(duì)于測(cè)量電機(jī)繞組和其他具有很低電阻的設(shè)備非常有用；低阻抗LoZ（289）：降低了因雜散電壓引起錯(cuò)誤讀數(shù)的可能性［5］； 通道掃描器設(shè)計(jì) 多路通道掃描器由繼電器組和數(shù)字量輸出接口卡組成。該系統(tǒng)的工作原理如下：把標(biāo)準(zhǔn)熱電偶放入石英玻璃管內(nèi)和被檢熱電偶捆扎在一起，且所有熱電偶的感溫頭要處于同一截面上，然后裝在管式檢定爐的最高溫區(qū)。它們與電流或電壓輸出的D／A接口模塊配套使用，用于控制檢定爐溫度?！妫昼姡液銣刂狄鄬?duì)準(zhǔn)確，偏離檢定溫度不超過(guò)177。所以本熱電偶檢定系統(tǒng)對(duì)冷端的補(bǔ)償采用一支二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻安裝于熱電偶冷端處，用電測(cè)儀表直接讀取標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的阻值，通過(guò)通信口送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)查表法計(jì)算出冷端溫度值。2℃，難以滿足測(cè)量要求。由式()可知，在熱電偶熱端溫度t一定時(shí)，E(t,0)為定值。國(guó)家檢定規(guī)程的技術(shù)要求熱電偶檢定規(guī)程中明確規(guī)定了，在某一設(shè)定溫度點(diǎn)進(jìn)行檢定時(shí)，檢定爐的實(shí)際溫度與設(shè)定值的誤差范圍，特別是在熱電偶循環(huán)測(cè)量過(guò)程中爐溫要保持相當(dāng)恒定，溫度變化不超過(guò)177。 以下是所研制的工業(yè)熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)必須達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)：(1)可檢定S、K、B、E、J等型號(hào)的熱電偶；(2)測(cè)量誤差小于0．1℃：(3)檢定時(shí)熱電偶檢定爐溫度偏差檢定點(diǎn)不超過(guò)177。近幾年，在國(guó)家大力扶持下，一些技術(shù)先進(jìn)的儀器儀表廠家逐漸興起，所研制的檢定設(shè)備也層出不窮。檢定工作的低效率，大大影響了企業(yè)質(zhì)量保證工作的正常進(jìn)行。作為一種熱電轉(zhuǎn)換器件，其特性的好壞和指示值準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、安全防護(hù)和能源的損耗等情況。在長(zhǎng)期工作過(guò)程中，熱電偶性能會(huì)發(fā)生改變，產(chǎn)生測(cè)溫誤差。系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)充性，可以方便簡(jiǎn)單地增加新的熱電偶檢定類型；縮短了檢定時(shí)間，提高了工作效率；操作簡(jiǎn)單，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；自動(dòng)檢定，提高了自動(dòng)化水平。因此，我國(guó)計(jì)量法規(guī)定，熱電偶不僅在出廠時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，而且在隨后的使用過(guò)程中還要進(jìn)行周期性的檢驗(yàn)或監(jiān)督性的檢定，以判明熱電偶是否變質(zhì)、超差。因此，我國(guó)計(jì)量法規(guī)定，熱電偶不僅在出廠時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格檢查，在隨后的使用過(guò)程中還要進(jìn)行周期檢定。國(guó)外在檢定精度上發(fā)展較快，美國(guó)國(guó)家航天局（NASA）的引力材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（MMSL），早在1991年就研制出熱電偶自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)當(dāng)時(shí)可以對(duì)從室溫到650℃范圍內(nèi)的K型熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)，局限性較大。 (1)采樣精度 熱電偶檢定證書(shū)需要打印熱電偶的mV值，所以熱電偶檢定系統(tǒng)直接采樣的是標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢熱電偶在各個(gè)檢定溫度點(diǎn)的mV信號(hào)，通過(guò)計(jì)算后，與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶進(jìn)行對(duì)比，判斷被檢熱電偶是否合格，如果被檢熱電偶誤差在允差范圍之內(nèi)，須給出被檢熱電偶的溫度修正值。另外在實(shí)際使用時(shí)，由于熱電偶的熱端(測(cè)量端)與冷端離得很近，冷端又暴露于空氣中，容易受到環(huán)境溫度的影響，因而冷端溫度很難保持恒定。目前控制中多采用以下3種方法測(cè)量環(huán)境溫度。如高精度采樣芯片（MAXIM1403）+溫敏三極管(3DG6)。 設(shè)計(jì)一個(gè)低寄生電勢(shì)多路掃描數(shù)據(jù)采集電路，加上一臺(tái)既可測(cè)電壓信號(hào)又可測(cè)電阻信號(hào)的復(fù)用電量測(cè)試儀，在計(jì)算機(jī)的協(xié)調(diào)控制下，完成熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過(guò)程?？煽毓枋且环N大功率半導(dǎo)體元器件，它具有體積小、效率高、可以控制、動(dòng)作迅速、無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)，是用來(lái)調(diào)整交流電壓以控制電加熱器的加熱功率，在溫度控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件。 在熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)中，上位計(jì)算機(jī)扮演著管理控制者的重要角色。第3章 熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)從電氣原理上可分為控制部分和測(cè)量部分。 該卡上的開(kāi)關(guān)量輸入為16路，輸出為16路，采用兩組分別共地方式。 8) 電源功耗：+5V（177。當(dāng)CPU對(duì)設(shè)定的一個(gè)I／O地址執(zhí)行一次寫(xiě)操作，就送出了一組(8路)輸出信號(hào)。 輸入輸出插座引線定義表插座引腳號(hào)信號(hào)定義插座引腳號(hào)信號(hào)定義1開(kāi)出 CH020開(kāi)出 CH12開(kāi)出 CH221開(kāi)出 CH33開(kāi)出 CH422開(kāi)出 CH54開(kāi)出 CH623開(kāi)出 CH75開(kāi)出 CH824開(kāi)出 CH96開(kāi)出 CH1025開(kāi)出 CH117開(kāi)出 CH1226開(kāi)出 CH138開(kāi)出 CH1427開(kāi)出 CH159開(kāi)出公共地28開(kāi)出公共地10+12～36V電源入29+12～36V電源入11開(kāi)出 CH030開(kāi)出 CH112開(kāi)出 CH231開(kāi)出 CH313開(kāi)出 CH432開(kāi)出 CH514開(kāi)出 CH633開(kāi)出 CH715開(kāi)出 CH834開(kāi)出 CH916開(kāi)出 CH1035開(kāi)出 CH1117開(kāi)出 CH1236開(kāi)出 CH1318開(kāi)出 CH1437開(kāi)出 CH1519開(kāi)入公共地 控制端口地址與有關(guān)數(shù)據(jù)格式： ?？刂戚斎肱c觸發(fā)輸出光電隔離，可以與各種自動(dòng)化儀表配套使用，并且單相220V／380VAC通用。觸發(fā)功率大，最大可觸發(fā)KP2000A晶閘管； (3)具有軟啟動(dòng)功能:開(kāi)機(jī)和過(guò)流復(fù)位時(shí)，輸出電壓逐漸達(dá)到設(shè)定值，避免大電流沖擊； (4)過(guò)流自動(dòng)鎖定功能：當(dāng)設(shè)備發(fā)生過(guò)流時(shí)，經(jīng)延時(shí)后自動(dòng)封鎖觸發(fā)脈沖，并自動(dòng)保持。 主要技術(shù)參數(shù)： (1)輸出通道數(shù)：2路(互相獨(dú)立，可同時(shí)或分別輸出) (2)輸出范圍： 電壓方式：O～5V、～+ 電流方式：0～10mA、4～20mA (3)D／A轉(zhuǎn)換器件：DAC0832 (4)D／A轉(zhuǎn)換分辨率：8位 (5)D／A轉(zhuǎn)換綜合建立時(shí)間：≤5μS (6)D／A轉(zhuǎn)換綜合誤差： 電壓方式：≤％ 電流方式：≤l％： PC6320輸入輸出插座接口定義表 插座引腳號(hào)信號(hào)定義插座引腳號(hào)信號(hào)定義1CH02模擬地3CH14模擬地5CH26模擬地7CH38模擬地9CH410模擬地11CH512模擬地13CH614模擬地15CH716模擬地17V0018數(shù)字地19V0120數(shù)字地21空腳22空腳23I0024+12V輸出25I0126+12V輸出I／O基地址選擇： I／O基地址的選擇是通過(guò)開(kāi)關(guān)K進(jìn)行的，開(kāi)關(guān)撥至“ON處為0，反之為l。其中高可靠性是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保證。 熱電偶檢定爐結(jié)構(gòu)示意圖 該爐負(fù)責(zé)提供檢定所需要的均勻溫場(chǎng)，其常用最高溫度為1200℃，最高均勻溫場(chǎng)中心與爐子幾何中心沿軸線上偏離不大于10mm；在均勻溫場(chǎng)長(zhǎng)度不小于60mm，半徑為14mm范圍內(nèi)，任意兩點(diǎn)間溫差不大于1℃。因此，檢定爐可近似用一階慣性加純延遲環(huán)節(jié)來(lái)表示，其傳遞函數(shù)表示為： （） 式中T為檢定爐的熱慣性時(shí)間常數(shù)，K為比例系數(shù)，T為純滯后時(shí)間。在離散控制系統(tǒng)中，PID控制采用差分方程表示： （）式中T為采樣周期，u(k)為k采樣周期時(shí)的輸出，e(k)為k采樣周期的偏差。 模糊控制器功能模塊模糊控制器由模糊化模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)構(gòu)成的知識(shí)庫(kù)、模糊推理模塊和解模糊模塊組成［12］。KP取值過(guò)小，則會(huì)降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度變慢，從而延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性變壞。 (2)當(dāng)|e|和|ec|處于中等大小時(shí)，為了使系統(tǒng)響應(yīng)具有較小的超調(diào),