用于超聲流量計標定的溫箱控制系統(tǒng)設(shè)計

1.76萬字
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摘 要 氣體超聲流量計有著廣泛的應(yīng)用，其生產(chǎn)過程中，為克服器件和材料的分散性對檢測精度的影響，需對其進行參數(shù)標定。標定過程受有關(guān)環(huán)境變化的影響，需在標準環(huán)境中進行，其中溫度是主要環(huán)境參數(shù)之一，本項目擬設(shè)計一個高精度溫度可調(diào)的溫控箱，以對超聲流量計標定提供相關(guān)的標定環(huán)境。
溫度作為影響超聲流量計測量精度的重要因素之一，能夠很好地控制溫度變化對整個測量是十分必要的。本文設(shè)計了一種基于單片機控制的溫度系統(tǒng)，通過單片機控制繼電器的開或關(guān)，來調(diào)節(jié)實際溫箱里面溫度的大小，使超聲流量計能夠在一個穩(wěn)定的溫度環(huán)境中進行標定，免受外界溫度的干擾，從而提高超聲流量計的測量精度。該溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了實時測量顯示功能；實現(xiàn)了基于單片機溫度控制系統(tǒng)各個模塊的電路設(shè)計，完成了相應(yīng)模塊電路驅(qū)動程序的設(shè)計；最后通過試驗驗證確定該系統(tǒng)的實用可行。
通過對該溫控系統(tǒng)的標定試驗，表明了該系統(tǒng)性能的穩(wěn)定和可靠，在8～45℃的溫度范圍內(nèi)，控制精度為±0.5℃，達到設(shè)計目的，為超聲流量計的標定提供的設(shè)備支持。

關(guān)鍵詞： 單片機 溫度控制 ADC0809


The design of temperature box control system used for ultrasonic flowmeter calibration

Abstract Gas ultrasonic flowmeter has been widely used, in its production process, in order to overcome the device and material dispersion effect on the accuracy, we need to parameter calibration.The calibration process is influenced by environmental change, it should be carried out in a standard environment, which temperature is one of the main environmental parameters.This project intends to design a high precision temperature control box that temperature is adjustable, in order to provide the relevant calibration of ultrasonic flowmeter calibration environment.
Temperature as one of the important factors affecting ultrasonic flowmeter measurement precision, that if we can control of temperature change on the measurement is very necessary. This paper introduces a design of temperature control system based on MCU, through the MCU controls relay that is on or off, to adjust the size of the actual temperature inside oven. The ultrasonic flowmeter can be calibrated at a stable temperature environment, it frees interference from the outside temperature, and improves the measurement accuracy of ultrasonic flowmeter. The temperature control system has realized the real-time measurement display function; It has also realized the each module design of circuit based on MCU temperature control system, and we completed the corresponding module circuit design of the driver. finally, which through the test to determine the utility of the system is feasible.
Through the calibration test of the temperature control system shows that the system performance is stable and reliable. When it is in 8 ~ 45 ℃ temperature range, the control precision is ± 0.5 ℃. It has achieved the design purpose and provides device support for the calibration of ultrasonic flowmeter.

Key words： MCU Temperature control system ADC0809

目 錄
第一章 緒論 1
1.1 課題的研究背景 1
1.2 課題的研究意義 2
1.3 國內(nèi)外的研究 3
1.4 本文主要工作和章節(jié)安排 4
1.4.1 本文主要工作 4
1.4.2 章節(jié)安排 4
第二章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 5
2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 5
2.2 自動控制模塊設(shè)計 6
2.2.1 單片機的概述 6
2.2.2 AT89S52芯片 7
2.3 電源電路模塊設(shè)計 10
2.4 溫度控制模塊設(shè)計 10
2.4.1 AD590概述 11
2.4.2 溫度檢測、放大電路原理分析 12
2.4.3 溫度檢測與放大電路設(shè)計 12
2.5 A/D轉(zhuǎn)換電路模塊設(shè)計 13
2.5.1 ADC0809概述 13
2.5.2 A/D轉(zhuǎn)換電路圖 15
2.6 溫度設(shè)制、顯示及報警電路模塊設(shè)計 15
2.6.1 LED顯示器簡介 15
2.6.2 電路圖 17
2.7 單片機控制模塊設(shè)計 17
2.7.1 固態(tài)繼電器簡介 17
2.7.2 驅(qū)動模塊設(shè)計 17
2.7.3 驅(qū)動電壓 18
第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 20
3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 20
3.2 系統(tǒng)程序流程圖 21
3.3 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理 21
3.3.1 數(shù)據(jù)采集模塊 21
3.3.2 數(shù)據(jù)處理模塊 22
3.4 計算溫度子程序 23
3.5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 24
3.6 控制算法 24
3.6.1 被控對象分析 24
3.6.2 模型建立 25
3.6.3 控制算法的設(shè)計 26
3.7 LED顯示程序 27
第四章 系統(tǒng)測試 29
4.1 硬件測試 29
4.1.1 單元模塊測試 29
4.1.2 系統(tǒng)整體測試 29
4.2 軟件測試 30
4.3 聯(lián)機測試 30
4.4 測試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析 31
4.4.1 測試數(shù)據(jù) 31
4.4.2 結(jié)果分析 32
總結(jié) 33
致謝 34
參考文獻 35
附錄 部分源程序 37