檢測技術(shù)實習(xí)報告

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1、檢測技術(shù)實習(xí)報告姓名:學(xué)院:專業(yè):班級:學(xué)號:指導(dǎo)教師:一、實驗?zāi)康?、對工程實際中的測試系統(tǒng)有整體認識，可以自己設(shè)計簡單的測控系提高實踐能力，掌握溫度控制系統(tǒng)工作原理2、從工程應(yīng)用實際需要出發(fā)，能夠認識傳感器PT100及溫度變送器的接線及安傳感器知識、信號處理電路知識、信號采集及單片機程序設(shè)計知識、單片機與計算機串口通信知識、簡單的上位機監(jiān)控軟件設(shè)計知識等知識；3、能夠?qū)嶋H操作測控系統(tǒng)接線，并深刻明白測控電路的工作原理。二、實驗內(nèi)容①　了解熱電阻溫度傳感器的工作原理，熟悉PT100的電阻溫度特性，能通過測量

2、電阻的大小反求出所檢測的溫度；②　了解傳感器信號的變換知識，了解工控常用信號規(guī)范，會使用工業(yè)中常用的溫度變送器，能根據(jù)溫度變送器的銘牌進行溫度與電流信號大小的換算；③　了解模擬信號的計算機采集過程，會設(shè)計單片機的Ａ/Ｄ變換電路，繪制采集電路原理圖；④　熟悉單片機程序?qū)Σ杉娐返目刂?，熟悉單片機控制輸出程序設(shè)計（簡單開／關(guān)控制或ＰＷＭ控制輸出），會設(shè)計PID控制算法，設(shè)計單片機程序；⑤　了解單片機的串口通信規(guī)范，設(shè)計單片機與上位計算機的通信子程序，設(shè)計簡單的人機交互軟件界面。④　根據(jù)設(shè)計結(jié)果，搭建實際的電氣系統(tǒng)

3、，并繪制相應(yīng)的電氣連線圖。三、實驗方案設(shè)計1、方案圖2、方案分析：該測控系統(tǒng)由溫度采集電路、控制電路、加熱電路三部分組成。通過熱電阻采集水的溫度，然后通過溫度變送器將采集到的溫度信號轉(zhuǎn)換成模擬電流信號，通過電阻進行I/V轉(zhuǎn)換，得到模擬電壓信號，再通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后輸入單片機中，根據(jù)單片機中的程序控制，使輸出的電信號發(fā)生改變，以控制光電耦合器的閉合，光電耦合器的接通與關(guān)閉會使固態(tài)繼電器發(fā)生相應(yīng)的通閉，而固態(tài)繼電器直接控制加熱電路的通閉，從而控制水的加熱，繼而影響水的溫度。四、元件

4、工作原理1、熱電阻PT100該電阻為一種接觸電阻式敏感元件，屬于鉑熱電阻，隨著水的溫度變化，其電阻值也會發(fā)生相應(yīng)的變化。其電阻和溫度變化的關(guān)系式為：Rt=R0[1+AT+BT2+C(t-100)T3]式中:R0為0℃下的電阻值,R0=100Ω;T為攝氏溫度。A=3.9X10-3B=-5.8X10-7　　T>=0時C=0；T<0時C=-4.183X10-12電阻與溫度呈非線性關(guān)系,但當測量精度要求較低時,電阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系可以簡化為：Rt=R0(1+AT)即表示它在0℃時阻值為100歐姆，在100℃時它的阻

5、值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理：當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的的阻值會隨著溫度上升它的阻值是成勻速增漲的。醫(yī)療、電機、工業(yè)、溫度計算、阻值計算等高精溫度設(shè)備，應(yīng)用范圍非常之廣泛。常見的pt1oo感溫元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件，它們是由鉑絲分別繞在陶瓷骨架，玻璃骨架，云母骨架上再經(jīng)過復(fù)雜的工藝加工而成。2、溫度變送器其基本工作原理是將熱電阻以三線制方式連接在電橋中，其電阻值的改變會改變測量電壓，在通過轉(zhuǎn)換將其變?yōu)殡娏餍盘栐佥敵?。（實驗中的溫度變送器的輸出電流范圍?~20mA

6、）R1=R2=R3，因此可以求出：Rt=（2U-E）R/(2U+E)3、A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器，或簡稱ADC，通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義，僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標準，比較常見的參考標準為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度，通常用輸出的數(shù)字信號的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準確輸

7、出的數(shù)字信號的位數(shù)越多，表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號的能力越強，轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過采樣、保持、量化及編碼4個過程。在實際電路中，有些過程是合并進行的，如采樣和保持，量化和編碼在轉(zhuǎn)換過程中是同時實現(xiàn)的。實驗中采用的是TLC2543轉(zhuǎn)換器，它屬于11通道的12位串行A/D轉(zhuǎn)換器，采用的是逐次逼近技術(shù)。其內(nèi)部沒有電源，采用的是外部參考電壓。由公式（REF+-REF-）/212得到其參考電壓取2.048V，計算出量子化因式為2.048/212=0.5mv。即若輸出電壓2.5V，則量子化數(shù)為5，換

8、成二進制數(shù)為101，據(jù)此同理類推。4、光電耦合器當輸入到發(fā)光二極管為低電平時，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，右側(cè)光敏二極管也因此不通；當輸入高電平時，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)亮，光敏二極管因此開通，從而向固態(tài)繼電器輸入電壓。該裝置實現(xiàn)了光電之間的轉(zhuǎn)換。5、固態(tài)繼電器SSR固體繼電器(SSR)是一種全部由電子元器件組成的新型無觸點開關(guān)器件,具有高可靠性、長壽命、低噪音、開關(guān)速度快、抗干擾能力強、耐振動、耐沖擊、防濕、防潮