基于at89c2051單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案_畢業(yè)論文設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-06 18:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體考慮來(lái)決定。被檢測(cè)參數(shù)性質(zhì)的不同，準(zhǔn)確度要求、響應(yīng)速度要求的不同以及對(duì)控制性能要求的 不同都影響檢測(cè)、變送器的選擇，要從工藝的合理性、經(jīng)濟(jì)性加以綜合考慮。應(yīng)遵循以下原則： 1. 可能選擇測(cè)量誤差小的測(cè)量元件。 2. 盡可能選擇快速響應(yīng)的測(cè)量元件與變送設(shè)備。 3. 對(duì)測(cè)量信號(hào)作必要的處理。 a 測(cè)量信號(hào)校正。 b 測(cè)量信號(hào)噪聲（擾動(dòng)）的抑制。 對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行曲線(xiàn)線(xiàn)性化處理。 溫度是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最常見(jiàn)、最基本的參數(shù)之一。所以，溫度的檢測(cè)與控制是自動(dòng)控制工程的重要任務(wù)之一。測(cè)量溫度的方法有兩種，一種是接觸式、另一種是非接觸式。接觸式測(cè)量的主要特點(diǎn)是：方法簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量精度高。但是由于測(cè)溫元 件要與被測(cè)介質(zhì)接觸進(jìn)行熱交換，才能達(dá)到平衡，因而產(chǎn)生了滯后現(xiàn)象。同時(shí)測(cè)量體可能與被測(cè)介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)。此外測(cè)量體還受到耐溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高溫度的測(cè)量。非接觸式測(cè)溫是通過(guò)接收被測(cè)介質(zhì)發(fā)出的輻射熱來(lái)判斷的。其主要特點(diǎn)是：測(cè)溫原則上不愛(ài)限制；速度較快，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)休進(jìn)行測(cè)量。但是它受到物體的輻射率、距離、煙塵和水汽等因素影響，測(cè)溫誤差較大。 由于本系統(tǒng)中測(cè)量的對(duì)象為電爐，測(cè)量溫度在 0~100℃左右，且介質(zhì)為水，不易與測(cè)量體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。所以理所當(dāng)然選擇接觸式的溫度測(cè)量方式更為理想。 目前工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常用的接 觸式溫度測(cè)溫原理、與使用場(chǎng)合如表 31： 表 31 各類(lèi)傳感 元件的特點(diǎn)和使用場(chǎng)合 測(cè)溫原理 溫度計(jì)名稱(chēng) 測(cè)溫范圍℃ 主要特點(diǎn) 固體熱膨脹 雙金屬溫度計(jì) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，適用于就上測(cè)量，傳送距離不很遠(yuǎn) 氣體熱膨脹 玻璃液體溫度計(jì) 液體熱膨脹 壓力式溫度計(jì) 200~600 利用尸體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì) 鉑、銅、鎳、銠、鐵熱敏電阻 準(zhǔn)確度高，能遠(yuǎn)傳，適用于低、中溫測(cè)量 鍺、碳、金屬氧化物熱敏電阻 普通金屬熱電阻 測(cè)量范圍廣，精度高，能遠(yuǎn)傳，適用于中、高溫測(cè)量 貴重金屬熱電阻 難熔金屬熱電阻 非金屬熱電阻 從表中所列的各種溫度測(cè)量?jī)x表中，機(jī)械式大多用于就地指示；輻射式的精度較差，只有電的測(cè)溫儀表精度較高，信號(hào)又便于傳送。所以熱電偶和熱敏電阻溫度計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中得到了廣泛地應(yīng)用。 熱電偶溫度計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中極為廣泛。它具有測(cè)溫精度高，在小范圍內(nèi)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度基本呈單值、線(xiàn)性關(guān)系，穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性較好，測(cè)溫范圍寬，響應(yīng)時(shí)間較快等特點(diǎn)。其使用時(shí)一定要注意冷端溫度補(bǔ)償，在一般情況下采用補(bǔ)償電橋的方法較多。其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程見(jiàn)下面的分析 過(guò)程。熱電阻溫度計(jì)是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度的。常用的有鉑電阻、銅電阻、半導(dǎo)體熱敏電阻等，但與熱電偶相比較，在精度上，熱電偶精度比熱電阻高。 變送器在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中擔(dān)任了把傳感器檢測(cè)到的信號(hào)變成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（ DC 4~20mA或 DC 1~5V），從而使處理器能夠識(shí)別數(shù)據(jù)的級(jí)別，便于在自運(yùn)控制過(guò)程中進(jìn)行運(yùn)算和做出相應(yīng)的處理決策。 200~700 體積變化 電阻變化 270~900 熱電效應(yīng) 利用金屬的熱電效應(yīng) 200~1800 DDZ Ш熱電偶溫度變送器可以把溫度轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（ DC4~20mA 或 DC1~5V），其輸出送顯示儀表或調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的顯
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