检測技术实习报告.docx

检測技术实习报告.docx检測技术实习报告姓名: 学院: 专业: 1级: 学号: 指导教师: 一、 课题:电热水壶水温检测与控制系统设计二、 小组成员:组长:组员:三、 实习目的:1、 对工程实际屮的测试系统有整体认识,可以自己设计简单的测控系统,提高实践能力。2、 从工程应用实际需要出发,能够认识传感器知识、信号处理电路知识、信号采集及单片机程序设计知识、单片机与计算机串口通信知识、简单的上位机监控软件设计知识等知识。3、 能够在老师的引导下自己设计简单的测控系统,提高实践学习能力。4、 能够实际操作测控系统接线,并深刻明白测控电路的工作原理。四、 主要内容:1、 了解热电阻温度传感器的工作原理,熟悉PT100的电阻温度特性,能通过测量电阻的大小反求出所检测的温度;2、 了解传感器信号的变换知识,了解丁•控常用信号规范,会使用T业中常用的温度变送器,能根据温度变送器的铭牌进行温度与电流信号大小的换算;3、 了解模拟信号的计算机采集过程,会设计单片机的A/D变换电路,绘制采集电路原理图;4、 熟悉单片机程序对采集电路的控制,熟悉单片机控制输出程序设计(简单开/关控制或PWM控制输出),会设计PID控制算法,设计单片机程序;5、 了解单片机的串口通信规范,设计单片机与上位计算机的通信子程序,设计简单的人机交互软件界面。6、 根据设计结果,搭建实际的电气系统,并绘制相应的电气连线图。7、 完成相应的实验报告。五、实习成果:1、系统总体方案PT100电热水壶方案分析:该测控系统由温度采集电路、控制电路、加热电路三部分组成。通过热电阻采集水的温度,然后通过温度变送器将采集到的温度信号转换成模拟电流信号,通过电阻进行JL/V转换,得到模拟电压信号,再通过A/D转换器将模拟电压信号转换为数字信号,然后输入单片机屮,根据单片机中的程序控制,使输岀的电信号发生改变,以控制光电耦合器的闭合,光电耦合器的接通与关闭会使固态继电器发牛相应的通闭,而固态继电器直接控制加热电路的通闭,从而控制水的加热,继而影响水的温度。■&I3K■sssSR3、系统的电气连线4、元件工作原理、热电阻PT100该电阻为一种接触电阻式敏感元件,属于钳热电阻,随着水的温度变化,其电阻值也会发生相应的变化。PT后的100即表示它在0°C时阻值为100欧姆,在100°。它的丁•业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。其电阻和温度变化的关系式为:Rt=R0[l+AT+BT2+C(t・1()0)T3]式中:R0为0°C下的电阻值,R0=100Q;T为摄氏温度。A=-3 B=--7T>=0时C=0;TvO时C=--12电阻与温度呈非线性关系,但当测量精度要求较低时,电阻值与温度的函数关系可以简化为:Rt=RO(l+AT)、温度变送器具基本工作原理是将热电阻以三线制方式连接在电桥中,其电阻值的改变会改变测量电压,在通过转换将具变为电流信号再输出。(实验中的温度变送器的输出电流范I韦I为4-20mA)RtR1=R2=R3,因此可以求出:Rt=(2U-E)R/(2U+E)、A/D转换器A/D转换器,或简称ADC,通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。实验中采用的是TLC2543转换器,它属丁•11通道的12位串行A/D转换器,釆用的是逐次逼近技术。其内部没有电源,采用的是外部参考电压。由公式(REF'-REF-)/2^,,2=,则量子化数为5,换成二进制数为101,据此同理类推。、光电耦合器当输入到发光二极管为低电平时,发光二极管不导通,右侧光敏二极管也因此不通;当输入高电平时,发光二极管导通发亮,光敏二极管因此开通,从而向固态继电器输入电压。该装置实现了光电之间的转换。、固态继电器SSR是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件,具有高可靠性、长寿命、低噪音、开关速度快、抗干扰能力强、耐振动、耐冲击、防湿、防潮、防腐蚀、能与TTL、CMOS等逻辑电路兼容的优点。它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性,可达到无触点无火花地接通和断开电路的冃的,因此乂被称为“无触点开关”o、AT89S52单片机单片机,是一种微型计算机,能够通过多种形式的借口使其内部程序对外部工作电路进行有效的控制。六、程序234567890I23456789012345678901234567890123456789012345II11II 2222222222333333333344444444