测控11-1 陈宇 03号(热电偶设计).docVIP

智能仪器综合设计实习报告 课 题 名 称： 智能热电偶温度测试仪设计 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 11级1班 姓 名： 陈 宇 学 号： 03 号 指 导 老 师： 庄严、孟祥 2014年 11月 6日 目录 概述……………………………………………………………………3 方案论证…………………………………………………………4 设计指标………………………………………………………….4 测量原理………………………………………………………….4 系统的组成框图………………………………………………….4 MK4-PC智能仪器实验教学系统简介………………………….4 硬件电路设计…………………………………………………….5 3.1硬件功能分析………………………………………………...5 3.1.1CPU控制模块…………………………………………..6 3.1.2基于CPLD的采集模块…………………………….….6 3.1.3液晶显示模块……………………………………….….7 3.2各部分硬件设计………………………………………….…..7 3.2.1冷端采集和补偿电路模块……………………………..7 3.2.2热端放大电路模块………………………………….….8 四、软件设计………………………………………………………….8 4.1、编程环境介绍………………………………………………8 4.2、软件功能需求分析…………………………………………9 4.3、各部分软件设计……………………………………………9 五、调试……………………………………………………………13 六、实习总结…………………………………………………………14 概述 温度不同于其他的物理量，不像质量或长度那样，把一个人工制品与其相应的单位直接进行比较，而只能通过测量某些与其相关的物理量来从中导出。温度是最重要的物理量之一，它遍及基本的物理定理和几乎每一种物理测量之中，几乎没有什么物理特性不与温度有关，因此存在着大量的以物理量表征的物理特性可作为温度测量的基础。至少在理论上可以认为，具有与温度有关的物理特性的物体都可以用来制作温度传感器或温度测试仪。 在应用方而，人们并不是把每一种具有与温度有关的参数的物体都用来做测温仪或传感器。能够作为温度仪或传感器基础的物理参数必须满足以下条件:测量简便，复现性好，灵敏度高以及随温度单调变化。由于铂、铜、锗、硅等导体和半导体材料，以及镍硅、镍铝、镍铬等合金材料能较好的满足上述条件，所以由它们制成的热电阻、热电偶测温仪非常广泛地被应用于测试领域中。 本次实习中，我采用热电偶进行设计。 方案论证 1.1设计指标 测温范围：-20℃～+1200℃（热电偶） 精度：0.1% 做成防爆型或防火型测量仪表并系统的框图 MK4-PC智能仪器实验教学系统简介智能仪器课程是一门综合性、实践性强的课程，涉及到基础理论及各种当代新技术的具体应用，要求学生不仅能够掌握书本上的理论知识，还要具有实践动手能力甚至系统开发能力。智能仪器实验平台就是为提高学生理解掌握知识、提高系统设计开发能力而设计的。智能仪器实验开发平台集中了单双极性输入通道、程控放大、模拟滤波、16位A/D转换及CPLD技术和单片机技术，并具有超过128KB的大存储空间，集中体现了智能仪器课程所涉及到的各种软硬件技术，非常适合大学本科生的学习以及在此基础上的进一步开发。平台整体结构  智能仪器实验开发平台采用模块化设计，整个平台设有一个母板，该母板具有四个相同规格的扩展部分，每个扩展部分设四个插口，每个插口对应的分别为单片机的P0、P1、P2P3口。设计时将单片机作为控制部分的核心，因此单片机板独立占用其中一个扩展，显示部分采用液晶模块完成，该部分还设有四个按键作为组合按键使用。第三个部分为基于CPLD的16位数据采集部分，设有两个独立输入通道，每个通道可设置为单极性输入或双极性输入，具有程控放大、模拟滤波等功能，CPLD控制A/D转换器完成数据的采集工作，数据采集的采样频率可设置为10KHz、20KHz … 500KHz，采样点数可以根据要求设置。平台的最后一个扩展部分为空，留给平台的使用者做扩展使用，根据要求自己独立设计该部分的电路。平台的设计思路 智能仪器实验开发平台设计时考虑到本科学生的水平差异，可以使不同能力的学生都可以对其进行使用。对于能力相对较差的学生，实验平台设计了几