【正文】 在此我們選擇 AD620 放大器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示： 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書） 24 RgVVi ininG ????)21)(( RgRVV inin ??? ?? 圖 34 AD620 的內(nèi)部等效圖 接口如下圖所示： 1 8 2 7 3 6 V０ 4 5 圖 35 AD620 的接口圖 電路的工作原理： A A2 工作在負(fù)反饋狀態(tài)，其反向輸入端的電壓與同相輸入端的電壓相等。否則，放大器的負(fù)載效應(yīng)會(huì)使所測(cè)電壓造成偏差。 LM317 特性簡(jiǎn)介以及典型應(yīng)用電路如下： 特性：可調(diào)整輸出電壓低到 ；保證 輸出電流；典型線性調(diào)整率 %；典型負(fù)載調(diào)整率 %； 80dB 紋波抑制比；輸出短路保護(hù)；過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)；調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。 對(duì)于因溫度變化對(duì)橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也會(huì)因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對(duì)要求精度較高的傳 感器，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償片，并從外部對(duì)它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。 若差動(dòng)工作，即 R1=R△ R,R2=R+△ R,R3=R△ R， R4=R+△ R,按式 （ 31） ，則電橋輸出為 Ek?? (33) 常規(guī)的電阻應(yīng)變片 K 值很小，約為 2，機(jī)械應(yīng)變度約為 — ，所以，電 阻應(yīng)變片的電阻變化范圍為 — 歐姆。電阻應(yīng)變片把機(jī)械應(yīng)變信號(hào)轉(zhuǎn)換為△ R/R 后，由于應(yīng)變量及相應(yīng)電阻變化一般都很微小，難以直接精確測(cè)量，且不便處理。當(dāng) RS 和 R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 R/W 為高電平時(shí) 可以讀入信號(hào)，當(dāng) RS為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 ③ 漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5??右邊為 6??根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié) ?? 直到 32B 顯示完就可以 LCD 上得到一個(gè)完整漢字。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷 新亮點(diǎn)。在中斷屏蔽條件下， TF1 可作查詢測(cè)試用。 ③工作方式 2 設(shè)置 Ml=1， M0=0 時(shí)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器為方式 2，構(gòu)成自動(dòng)重新裝入初值的 8 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。所以，單片機(jī) AT89S51 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器既可以工作于定時(shí)方式，也可以工作于對(duì)外部事件計(jì)數(shù)方式，只要置位或者清零其控制寄存器 TMOD 的設(shè)置位即可實(shí)現(xiàn)工作方式的選擇。 8 位單片機(jī) AT89S51 的主要特性是 ： ● 與 MCS— 51 指令兼容 ； ● 4K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 (ISP)Flash 閃爍存儲(chǔ)器 ； ● 壽命 :1000 寫 /擦循環(huán) ； ● — 的工作電壓范圍 ； ● 全靜態(tài)工作模式 :0Hz— 33Hz； ● 三級(jí)持續(xù)加密鎖 ； ● 128 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； ● 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ； ● 32 位可編程 I/O 線 ； ● 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì) 數(shù)器 ； ● 5 個(gè)中斷源 ； ● 全雙工串行 UART 通道 ； ● 低功耗的閑置和掉電模式 ； 基于單片機(jī)的壓力容器檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 13 ● 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng) ； ● 看門狗 (WDT)及雙數(shù)據(jù)指針 ； ● 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ； ● 掉電標(biāo)志和快速編程特性 ； ● 靈活的在系統(tǒng)編程 ； 單片機(jī) AT89S51 各引腳定義如 圖 24 所示 ： 圖 24 AT89S51 引腳圖 引腳定義 見下 表 21： 表 21 AT89S51 引腳定義 引腳序列 引腳號(hào) 功能 1— 8 — P17 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口 9 RST 復(fù)位輸入口 10 RXD/ 串行接收口、 11 TXD/ 串行輸出口、 12 0INT / 外部中斷 0輸入口、 13 1INT / 外部中斷 1輸入口、 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書） 14 14 T0/ 定時(shí)計(jì)數(shù)器 0、 15 T1/ 定時(shí)計(jì)數(shù)器 16 WR/ 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通、 17 RD / 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通、 18— 19 XTAL2— XTAL1 時(shí)鐘振蕩器的輸入 /輸出端 20 GND 信號(hào)地 21— 28 — 8位雙向 I/O 口，可作存儲(chǔ)器的高8 位地址 29 PSEN 程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端 30 ALE/PROG 片外存儲(chǔ)器地址鎖存信號(hào) 31 EA /Vpp 外部取指使能信號(hào) 32— 39 — 數(shù)據(jù) /低 8位地址復(fù)用端口 40 VCC 正電源輸入 單片機(jī)部分設(shè)計(jì)主要包括 I/O 端口的分配以及軟件設(shè)計(jì)的流程。在實(shí)際應(yīng)用中該狀態(tài)信號(hào)既可作為查詢狀態(tài)的標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。 D7～ D0：數(shù)據(jù)輸出線。 ADC0809 對(duì)輸入模擬量的要求主要有信號(hào)是單極性，電壓范圍 0～ 5V，若信號(hào)過(guò)小還需進(jìn)行放大。 計(jì)算可得應(yīng)力值?。由于S=π R2=π d2/4，則△ S/S=2△ d/d，其中，△ d/d 為徑向應(yīng)變，由材料力學(xué)可知△ d/d=με，式中，μ為電阻絲材料的泊松比。 物性型傳感器 物理型傳感器 結(jié)構(gòu)型傳感器 傳感器 化學(xué)型傳感器 生物型傳感器 這里我們選擇電阻應(yīng)變式傳感器。 生物傳感器是利用材料的生物效應(yīng)構(gòu)成的傳感器，如酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、生理量（血液成分、血壓、心音、血蛋白、激素、筋肉?qiáng)力等）傳感器 、組織傳感器、免信號(hào)采集電路 測(cè)量放大電路 低通濾波電路 A/D轉(zhuǎn)換 51單片機(jī) 液晶顯示 基于單片機(jī)的壓力容器檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 9 疫傳感器等。 傳感器的選擇 傳感器的種類繁多、原理各異，檢測(cè)對(duì)象幾乎涉及各種參數(shù)，通常一種傳感器可以檢測(cè)多種參數(shù)，一種參數(shù)又可以用多種傳感器測(cè)量。 20xx 年初步統(tǒng)計(jì)全國(guó)有 9000 多萬(wàn)臺(tái)壓力容器在生產(chǎn)中運(yùn)行，其中容積在 20 立方米 以上的壓力容器約占 15%，主要是大型的儲(chǔ)罐、球罐、合成塔、反應(yīng)器等化工反應(yīng)和儲(chǔ)存裝置中的核心設(shè)備，是生產(chǎn)中的重要設(shè)備，也是危險(xiǎn)性極高的設(shè)備，造價(jià)也十分昂貴。 論文主要工作包括： （ 1） 簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的 壓力容器檢測(cè)裝置 的目的與意義，介紹了單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，對(duì) 壓力容器 以及 自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù) 的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行了論述。許多工業(yè)儀表中的智能流量計(jì)，氣體分析儀、成分分析儀等也采用了這項(xiàng)技術(shù)。最典型的機(jī) 電 產(chǎn)品機(jī)器人，每個(gè)關(guān)節(jié)或動(dòng)作部位都是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。它和一般的集成電路相比有較好的抗干擾能力，對(duì)環(huán)境的溫度和濕度都有較好的適應(yīng)性，可以在工 業(yè)條件下穩(wěn)定工作。 盡管目前單片機(jī)的品種很多，但其中最具典型性的當(dāng)數(shù) Intel 公司的 MCS 一 51 系列單片機(jī)。微機(jī)自動(dòng)化檢測(cè)作為自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)及系統(tǒng)發(fā)展的高級(jí)形式便應(yīng)運(yùn)而生。圖中不同種類的被測(cè)信號(hào)由各種傳感器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，這是任何檢測(cè)系統(tǒng)都必不可少的環(huán)節(jié)。通過(guò)定期檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)使用中壓力容器的新生缺陷，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果重新確定其安全狀況等級(jí)以決定繼續(xù)使用、監(jiān)控使用、修復(fù)后使用或判廢。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是石油、化工、鋼鐵等國(guó)家支柱行業(yè)的快速發(fā)展，壓力容器安全形勢(shì)更加嚴(yán)峻。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書） 2 壓力容器的危險(xiǎn)性 壓力容器是一種可能引起爆炸或中毒等危害性較大事故的特種設(shè)備，當(dāng)設(shè)備發(fā)生破壞或爆炸時(shí)，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)迅速膨脹、釋放出極大的內(nèi)能，這些能量不僅使設(shè)備本身遭到破壞，瞬間釋放的巨大能量還將產(chǎn)生沖擊波，使周圍的設(shè)施和建筑物遭到破壞，危及人員生命安全。 壓力容器 壓力容器的定義 壓力容器，英文： pressure vessel，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備。壓力容器的爆炸事故除受物理或化學(xué)誘因?qū)е氯萜鲀?nèi)的壓力超過(guò)了它的實(shí)際承載極限而超壓引爆外，容器材質(zhì)、制造工藝、檢測(cè)檢驗(yàn)等對(duì)壓力容器防爆也產(chǎn)生至重要的影響，有效地控制這些環(huán)節(jié)，加強(qiáng)檢測(cè)檢驗(yàn)把關(guān)，則可大大地減少或杜絕這類事故發(fā)生，保證容器的安全運(yùn)行。 關(guān)鍵詞 ：壓力容器，單片機(jī)，傳感器 II Microcontrollerbased Design of Pressure Vessel Testing Equipment ABSTRACT Pressure vessel of fertilizer, oil refining, chemical, pharmaceutical, anic synthesis and other industries use the main production equipment, is likely to cause an explosion or poisoning incidents harmful large special equipment. In addition to pressure vessel explosion accidents caused by physical or chemical inducement pressure within the container exceeds the limit of its actual bearing overpressure detonation, the container materials, manufacturing processes, testing and inspection of pressure vessels also produce proof to the important influence effective control of these areas, strengthen the testing and inspection checks, you can greatly reduce or prevent such incidents, to ensure the safe operation of the container. The main work is to study and design of pressure vessels based on AT89S51 detection devices, making application testing pressure vessels in service work in practice has a very broad application prospects. This paper describes a microcontrollerbased temperature control system hardware, software and related interface circuits. The detection device consists of pressure vessel resistance strain gauges of metal, measuring amplifier, A/D converter, microcontroller