4热电偶标定计算机自动采集硬件系统方案设计-大学生创新创业管理.DOCVIP

上海理工大学 大学生创新创业训练计划项目 结题报告 项目名称： 标定计算机自动采集系统 申 请 者： 林树秀 指导教师： 黄晓璜 联系电话： 2017年3月15日 目 录 1 项目背景 2 2 项目的研究内容 2 3项目研究原理 3 3.1热电偶工作原理 3 3.2热电偶标定方法 3 4. 热电偶标定计算机自动采集硬件系统方案设计 4 4.1数据采集卡 6 4.2转换模块 7 4.3恒温油槽的选用 7 4.4 稳压电源的选用 8 4.5热电偶的选用 8 4.6微机 9 5. 热电偶标定计算机自动采集软件系统方案设计 10 5.1软件运行设计思路 10 5.2 热电偶标定计算机自动采集系统实验操作步骤 10 6.热电偶标定结果的对比 13 7项目创新点 14 8 项目结论 15 9参考文献 15 10心得体会 15 温度是一个与我们息息相关的常量， 涉及到工业，生活乃至于身边的每个角落，对于温度的测量方法，测量范围，适用的情况，所要求的精度都会有所不同。比如在炼钢过程中如果能良好的控制温度，可以控制成品的硬度以及脆性，满足不同的生产需求。可见对于温度测量的精确度在生活中很重要。热电偶主要是利用冷热端的电势差来进行温度测量的。热电偶共有类型，包括B型、E型、J型、K型、N型、R型、S型和T型，可根据在不同测量范围内选用不同的热电偶进行测量，其主要特点是价格低廉，灵敏度高，精度高。虽然热电偶的性质稳定，抗氧化性和还原性的能力强，但其中新制热电偶的信号并不稳定，为了使热电偶在测温过程中得到准确、一致的测量结果，除了对新制热电偶的必要标定外，还要对在使用中的热电偶也进行定期检定，标定完成后才能继续使用。热电偶长期在高温下工作会产生示值幅度偏大，精度无法得到保证，因此热电偶的标定十分重要。同时，由于温度采集的准确性直接取决于他的控制精度，故在工业生产中需要提高数据采集的精度。A/D 转换将模拟量转换成数字量。通过C#软件编写温度采集软件，根据标准热电偶的温度与电势的函数关系，可将标准热电偶输出的电势信号转换成温度，再通过微机绘制出被测温度计的热电势—温度特性曲线，实时显示、记录，最终得到温度计的数学模型。实现温度检测、数字显示、信息存储及实时控制。最后通过案例分析，验证本改进的热电偶标定计算机自动处理系统标定出来的温度计能更好得应用到实际中，进而更好得为教师和学生服务。 2 项目的研究内容 （1）了解目前温度测量技术使用情况以及研究现状； （2）分析实验中心热电偶标定系统的工作特性； （3）根据实验中心热电偶标定系统进行温度计的标定，进而发现存在的问题并提出改进方案； （4）实施热电偶标定系统装置改进，通过C#编程、配置硬件等方式搭建改进的实验台； （5）测试改进后的实验系统装置，根据改进后的实验系统装置标定温度计； （6）对比分析前后实验装置标定出的温度计温度结果，分析准确性及可靠性等； （7）通过案例分析，进行实验中心热电偶标定计算机自动处理系统具有必要性进行验证。 3项目研究原理 3.1热电偶工作原理 两种不同的金属导线、连接成的回路称为热电偶，如图1所示。当节点1、2的温度和不同时，在回路内会产生热电势，此热电势的大小与材料及温差（）有关。、两种导线成为热电极，高温端称热接点，低温端称冷接点。若冷接点温度维持在某一恒定值，则热电偶的电势只和热接点温度有关。 图1热电偶工作原理 为了保证热电偶测量的准确可靠，在测量区域内更好地反映其真实特性，新制造或使用中的热电偶需要进行检定或校准。因此，在使用热电偶之前，都需要开展热电偶的标定实验。在实验室。 比较法是用待标定热电偶与标准热电偶测量同一温度得到一组待标定热电偶和标准热电偶的热电势值然后通过标准热电偶的标准分度表查得对应的温度,就可得到该温度下对应的待标定热电偶的热电势并绘制出热电势-温度散点图，并通过拟合得到待标定热电偶热电势与温度的关系曲线。 固定温度点法是几种合适的纯物质在气压下（一般标准大气压），将这些纯物质的沸点或熔点温度作为已知温度，测出热电偶在这些温度下对应的电动势，从而得到电动势温度关系曲线， 在实验室中常常采用比较法，该方法是用待标定热电偶与标准热电偶测量同一温度，得到一组待标定热电偶和标准热电偶的热电势值，然后通过标准热电偶的标准分度表查得对应的温度，就可得到该温度下对应的待标定热电偶的热电势，并绘制出热电势-温度散点图，并通过拟合得到待标定热电偶热电势与温度的关系曲线。这种测量方法采取读表和手工记录的方式，比如用到转换开关和电位差计，手工测量反应慢，测试费时，数据无法实时保存，需要专门的标定人员持续跟进