本文關鍵詞：雙平板式導熱系數測定儀的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：導熱系數表征著物質導熱能力的大小，是衡量材料熱物理性質的重要參數之一，對于材料的使用具有重要指導意義。導熱系數的測量方法以及儀器裝置也在不斷的發(fā)展和完善。其中，廣為采用的保護熱板法基于傅里葉一維穩(wěn)態(tài)導熱原理測量材料的導熱系數，具有量程廣、無需在測試前進行系統(tǒng)標定等優(yōu)點。然而， 現有基于保護熱板法測量材料導熱系數的儀器還存在著智能化程度不高、功能單一、測量精度有待于進一步提高等問題。因此本課題研制了一種新型雙平板式導熱系數測定儀，可以對建筑材料為代表的隔熱材料進行熱阻、導熱系數的高精度測量。 儀器由雙平板裝置（爐體）和智能測控系統(tǒng)兩部分組成，前者從結構上保證實現保護熱板法要求的一維穩(wěn)態(tài)導熱，后者主要實現以下功能：提供人機對話界面、信號采集與處理、過程控制、參數計算。智能測控系統(tǒng)的設計是本文論述的主要內容，其中的測控模塊的設計對導熱系數的測量精度起關鍵作用，也是決定整機性能的關鍵，其工作包括：運用控制算法控制加熱器、制冷器，使系統(tǒng)快速、穩(wěn)定、準確地進入一維穩(wěn)態(tài)導熱，利用高精度的測量電路進行溫度、功率信號的精確測量，計算得到精確的導熱系數。 本文從測量原理、總體設計、通用微處理器模塊設計、測控模塊設計、系統(tǒng)評估實驗幾方面對儀器的裝置結構、硬件電路、程序設計、控制算法等逐一進行了闡述，分析了現場調試中可能存在的問題。 本論文工作的突出之處主要表現在三個方面。第一，高度智能化設計使儀器不但界面友好，而且在使用功能上有所擴展：不但可以測量特定溫度差和平均溫度下的導熱系數，而且可以測量某一溫度范圍內固定溫差下的多個算術平均溫度點的導熱系數，在上述測量結束時還可以選擇測量材料的熱擴散特性；第二，在測控系統(tǒng)的電路設計上體現了“器件解決”思想，在提高測量精度的同時又大大簡化了測量電路；最后，控制算法方面運用了基本PID控制與模糊控制相結合的控制算法，，達到了較高的控制精度和速度，而且對于類似問題的解決具有借鑒意義。
【關鍵詞】：導熱系數 熱阻 隔熱材料 穩(wěn)態(tài)導熱 MSC1212
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TH81
【目錄】：

• 第一章 緒論8-12
• 1.1 引言8
• 1.2 保護熱板法測量材料導熱系數的現狀8-10
• 1.3 本課題的研究意義和本論文的主要內容10-12
• 第二章 導熱系數測量的理論基礎和儀器總體設計12-20
• 2.1 傅里葉導熱定律(導熱熱流速率方程)12-13
• 2.2 一維穩(wěn)態(tài)導熱分析13-14
• 2.3 材料導熱系數的影響因素分析14-16
• 2.4 本課題基于的測量原理16
• 2.5 儀器總體設計16-20
• 2.5.1 爐體部分16-17
• 2.5.2 智能測控部分17-19
• 2.5.3 電源的選擇19-20
• 第三章 通用微處理器模塊設計20-33
• 3.1 高集成度混合信號芯片MSC20-22
• 3.2 人機接口22-29
• 3.2.1 脈寬編碼式按鍵接口電路22-27
• 3.2.2 液晶接口電路27-28
• 3.2.3 打印機接口電路28
• 3.2.4 報警器接口電路28-29
• 3.3 帶有實時時鐘的外部數據存儲器接口29-30
• 3.4 與計算機的串行通信接口30-32
• 3.5 MSC1212的時鐘電路和復位電路32-33
• 第四章 測控模塊的設計33-55
• 4.1 溫度信號的測量33-45
• 4.1.1 熱電偶的應用技術33-39
• 4.1.2 MSC1212中的Δ－ΣADC39-43
• 4.1.3 本系統(tǒng)中的測溫電路43-45
• 4.2 功率信號的測量45-46
• 4.3 控制電路46-48
• 4.3.1 加熱器及其供電電源46-47
• 4.3.2 制冷器及其供電電源47-48
• 4.3.3 用DAC控制開關電源48
• 4.4 控制算法及其應用48-53
• 4.4.1 比例積分微分(PID)控制49-51
• 4.4.2 模糊(FUZZY)控制51-52
• 4.4.3 FUZZY－PID復合控制52-53
• 4.4.4 控制算法在本系統(tǒng)中的應用53
• 4.5 測控模塊的程序設計53-55
• 第五章 系統(tǒng)評估實驗55-62
• 5.1 實驗方法55-56
• 5.2 實驗結果56-60
• 5.3 討論60-62
• 第六章 總結與展望62-63
• 參考文獻63-65
• 碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況65-66
• 致 謝66

【引證文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 宋麗薇;李艷寧;李英;王永洪;程繼強;劉景旺;;基于ARM的雙平板導熱系數測定儀的研制[J];電子測量技術;2007年09期

2 張順成;郎建峰;李小江;;聚合物水泥包覆膨脹珍珠巖制備保溫砌塊的研究[J];混凝土與水泥制品;2011年05期

3 張澤平;呂沖飛;劉鴿;李珠;;預拌玻化微珠保溫砂漿技術性能研究[J];太原理工大學學報;2012年01期

中國博士學位論文全文數據庫 前2條

1 代學靈;�；⒅檎w式保溫隔熱建筑研究[D];太原理工大學;2010年

2 張鑫;瀝青路面熱反射與熱阻技術降溫機理與應用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

中國碩士學位論文全文數據庫 前8條

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2 紀s

本文編號：369082