本文關(guān)鍵詞：基于dsPIC單片機(jī)的計(jì)量爐溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：熱電偶是一種常用的溫度傳感器，在熱電偶長(zhǎng)期工作過程中，其性能會(huì)逐漸偏移惡化，因此我國(guó)的計(jì)量法規(guī)規(guī)定，熱電偶需要定期進(jìn)行檢定和修正，這就要求有一種計(jì)量爐來提供精確穩(wěn)定的溫度，以供在熱電偶的檢定流程中用。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，國(guó)家計(jì)量法規(guī)對(duì)熱電偶檢定的要求也在逐步上升，現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)難以滿足國(guó)家熱電偶檢定規(guī)程中對(duì)計(jì)量爐的溫度范圍、溫控精度以及溫控穩(wěn)定性的要求。 針對(duì)目前在計(jì)量校準(zhǔn)行業(yè)中的計(jì)量爐控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，本文提出了一種基于dsPIC數(shù)字控制器平臺(tái)的的高精度計(jì)量爐溫度控制系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了溫控方法以及硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)設(shè)計(jì)樣品的功能、性能以及EMC測(cè)試，證明了該系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地在所要求的寬溫度范圍中使用。本文主要研究?jī)?nèi)容包括： 1.針對(duì)傳統(tǒng)計(jì)量爐架構(gòu)中采用的電阻式加熱器功耗大，體積大等缺點(diǎn)，本文提出了一種新型的加熱器控制結(jié)構(gòu)，，在該系統(tǒng)中使用了一種可重配置的加熱器回路，在每個(gè)控制周期中，加熱器的每組加熱元件可以在不同時(shí)刻進(jìn)行不同的連接組合。通過在生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行校準(zhǔn)并且寫入控制參數(shù)，并且使系統(tǒng)在運(yùn)行中在每個(gè)控制周期調(diào)節(jié)控制各個(gè)可控硅的導(dǎo)通占空比，可以保證整個(gè)計(jì)量爐溫度工作區(qū)達(dá)到準(zhǔn)確穩(wěn)定均勻?qū)ΨQ的溫度曲線。 2.針對(duì)產(chǎn)品溫度控制系統(tǒng)要求可靠性高，實(shí)時(shí)控制，具有一定運(yùn)算量，以及功耗低等特點(diǎn)，本文采用了基于dsPIC數(shù)字控制器作為平臺(tái)的單片機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中通過對(duì)處理器外圍電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，保證了該系統(tǒng)在溫度控制過程中的精度以及穩(wěn)定性。并且通過對(duì)市電電壓檢測(cè)以及在控制算法中引入補(bǔ)償，使系統(tǒng)在電源電壓有波動(dòng)的情況下仍然能夠保證溫度控制過程中的精度以及穩(wěn)定性。 3.針對(duì)產(chǎn)品所適用的EMC電磁兼容規(guī)范以及電氣設(shè)備安全規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了溫度控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。該硬件平臺(tái)單板具有集成度高，體積小的特點(diǎn)。通過德國(guó)專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)TUV-Rheinland的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，產(chǎn)品符合EMC規(guī)范IEC61326-1:2006以及安全規(guī)范IEC61010-1，作為一款可應(yīng)用于高溫控制的產(chǎn)品，具有可靠，安全的特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：熱電偶 計(jì)量爐 dsPIC數(shù)字控制器 溫度控制
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH811;TP277
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 論文的研究背景、意義、任務(wù)12-13
• 1.1.1 課題技術(shù)研究背景12
• 1.1.2 課題來源和意義12-13
• 1.2 計(jì)量爐溫控器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 論文的各章節(jié)簡(jiǎn)述15-16
• 第二章 熱電偶檢定方法及其計(jì)量爐工作原理16-26
• 2.1 熱電偶的檢定流程16-20
• 2.1.1 熱電偶的原理16-20
• 2.1.2 熱電偶的檢定流程20
• 2.2 熱電偶計(jì)量爐的工作原理20-23
• 2.3 傳統(tǒng)計(jì)量爐的溫控結(jié)構(gòu)及其弊端23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 溫控系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)26-35
• 3.1 本課題采用的控溫方法26-29
• 3.1.1 本課題采用的新型溫控結(jié)構(gòu)26-29
• 3.2 控制系統(tǒng)架構(gòu)圖29-31
• 3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)31-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 系統(tǒng)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)35-67
• 4.1 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的參數(shù)35-36
• 4.1.1 市場(chǎng)上相同類型產(chǎn)品參數(shù)35-36
• 4.1.2 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品的參數(shù)36
• 4.2 系統(tǒng)硬件總體框圖36-39
• 4.3 處理器平臺(tái)及周邊電路設(shè)計(jì)39-44
• 4.3.1 處理器的選型39-40
• 4.3.2 MCU 的引腳定義40-42
• 4.3.3 MCU 周邊電路42-44
• 4.3.4 USB 及 RS232 通信電路44
• 4.4 測(cè)溫電路方案及計(jì)算44-60
• 4.4.1 溫度傳感器的選擇44-45
• 4.4.2 測(cè)量電路的參數(shù)規(guī)格45-46
• 4.4.3 冷端溫度測(cè)量方案46-50
• 4.4.4 熱電偶測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)50-53
• 4.4.5 ADC 周邊電路設(shè)計(jì)53-57
• 4.4.6 電路噪聲分析57-58
• 4.4.7 測(cè)量不確定度分析58-60
• 4.5 功率驅(qū)動(dòng)電路60-62
• 4.6 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)62-63
• 4.7 過溫保護(hù)設(shè)計(jì)63-64
• 4.7.1 過溫保護(hù)電路設(shè)計(jì)63-64
• 4.8 交流電源幅值檢測(cè)及過零檢測(cè)64-65
• 4.9 本章小結(jié)65-67
• 第五章 功能測(cè)試和 EMC 測(cè)試67-83
• 5.1 硬件單板的實(shí)現(xiàn)67-68
• 5.2 EMC 認(rèn)證68-71
• 5.3 硬件開發(fā)環(huán)境71-74
• 5.3.1 本文所采用的硬件開發(fā)流程71-72
• 5.3.2 本文的 PCB 基本設(shè)計(jì)流程72-74
• 5.4 樣品電路板的電路設(shè)計(jì)驗(yàn)證74-81
• 5.4.1 控制模塊電路的 12V74-75
• 5.4.2 數(shù)字電路的 5V75-76
• 5.4.3 數(shù)字電路的 3.3V76-77
• 5.4.4 模擬電路 5V77-78
• 5.4.5 MCU 晶振電路的輸入78-80
• 5.4.6 可控硅驅(qū)動(dòng)電路80-81
• 5.5 功能性測(cè)試81-82
• 5.6 本章小結(jié)82-83
• 第六章 結(jié)束語83-85
• 6.1 全文總結(jié)83-84
• 6.2 后續(xù)研究工作84-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 符號(hào)與標(biāo)記（附錄 1）87-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文90

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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3 莊森,呂延華;熱電偶管理及檢定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J];計(jì)量技術(shù);2005年02期

4 成曉明,劉陽(yáng),郭芳,楊健,何成,何端陽(yáng);多段電阻爐兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與控制;2002年09期

5 劉洋,吳雙,趙永剛;熱電偶溫度傳感器的研究與發(fā)展現(xiàn)狀[J];中國(guó)儀器儀表;2003年11期

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本文編號(hào)：254897