隨著我國經濟的不斷發(fā)展,醫(yī)藥、化學試劑、香料、印染等行業(yè)迅速壯大,有機晶體物質的純度對生產過程中產品的質量起著至關重要的作用。由于有機結晶物質的熔點是其固有的、重要的理化參數(shù),通過測定其熔點來檢測物質的純度,是一種重要的純度分析手段。熔點的測定目前主要采用熱分析方法,其原理是在程序控制溫度下,測量物質的物理性質與溫度或時間關系,因此,時序溫控的性能對于熔點測量非常關鍵。本文主要研究新型顯微熱分析儀的設計,著重研究時序控溫系統(tǒng)的設計,以提高顯微熱分析儀的性能。本文設計了以STM32為核心的數(shù)字系統(tǒng)電路和自上而下的軟件系統(tǒng),包含RS232、USB以及PC機接口設計、人機界面功能設計和美工、上位機軟件的多語言版本等。在對眾多高精度溫度采集方案進行比較分析后,充分借鑒目前國際上最新的結構設計趨勢,完成了兩對熱電偶為采集核心的系統(tǒng)結構設計,選型和定型以及實驗設計。使用熱電偶對能夠根本性解決目前國內熱臺的薄弱環(huán)節(jié),但隨之也帶來設計上各個環(huán)節(jié)的許多困難,本文重新組合并完成了新的功率放大系統(tǒng)和溫度采集系統(tǒng)的設計方案,尤其針對熱電偶的補償精度問題,做了許多選型實驗。多對熱電偶的設計方案產品化目前是在國內... 

【文章來源】：上海交通大學上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：47 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 顯微熱分析技術的發(fā)展現(xiàn)狀:
    1.3 本文主要的研究內容:
    1.4 論文的章節(jié)安排
第二章 熱分析儀的總體設計
    2.1 熱分析儀的功能設計要求分析
    2.2 熱分析單元設計
        2.2.1 機械結構設計
        2.2.2 傳感器設計
    2.3 控制單元設計
        2.3.1 功率系統(tǒng)和電源設計
        2.3.2 主控單元設計
        2.3.3 通訊接口
        2.3.4 交互系統(tǒng)的界面設計
    2.4 本章小結
第三章 測溫電路的設計
    3.1 測溫結構的設計
        3.1.1 熱電偶傳感器的優(yōu)缺點
        3.1.2 熱電偶陣列的電路設計
    3.2 模數(shù)轉換設計思路
        3.2.1 動態(tài)范圍的計算
        3.2.2 有效分辨率的計算
        3.2.3 有效分辨率的提高
    3.3 冷端補償?shù)脑O計
        3.3.1 冷端補償?shù)姆桨高x擇
        3.3.2 提高冷端補償?shù)木仍O計
        3.3.3 提高冷端補償穩(wěn)定性的方法
    3.4 本章小結
第四章 儀器的溫控系統(tǒng)設計
    4.1 預置溫度算法的設計
        4.1.1 預置溫度的需求和控制目標
        4.1.2 系統(tǒng)的模型識別和初始參數(shù)整定
        4.1.3 無超調法臨界值的確定方法
        4.1.4 弱超調模糊PID控制器的設計
        4.1.5 弱超調PID控制器的抗干擾
    4.2 弱超調PID控制器的抗干擾
        4.2.1 勻速升溫系統(tǒng)的性能指標
        4.2.2 勻速升溫控制方法
        4.2.3 無級速率升溫參數(shù)的優(yōu)化
        4.2.4 參數(shù)計算和定點化處理
        4.2.5 定點化的理論誤差
    4.3 本章小結
第五章 儀器的軟件系統(tǒng)設計
    5.1 基于任務系統(tǒng)的總體架構設計
        5.1.1 系統(tǒng)任務和優(yōu)先級
        5.1.2 基于串口中斷的主流程系統(tǒng)
    5.2 數(shù)據(jù)索引的算法設計
        5.2.1 時鐘信息的壓縮編碼
        5.2.2 數(shù)據(jù)的索引方式
    5.3 人機交互界面設計
    5.4 本章小結
第六章 實驗結果與分析
    6.1 實驗結果
    6.2 結果數(shù)據(jù)分析
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 本文的不足與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[5]溫度控制系統(tǒng)的無超調模糊-PID控制器設計[J]. 董瑞洪,梁磊,任旭鵬.  科學技術與工程. 2009(02)
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碩士論文
[1]無超調PID控制器的設計[D]. 劉玉貞.杭州電子科技大學 2011
[2]基于Smith預估器的模糊PID控制方法研究[D]. 崔穎.大連理工大學 2006



本文編號：3629429