全自动热电偶温度检定系统设计毕业论文(编辑修改稿)

全自动热电偶温度检定系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

关FLUKE 289 数字测量仪检定炉可控硅电路 触发器数字量输出接口板通信口D / A 接口板显示器测量部分控制部分上位机 10 第 3 章 热电偶自动检定系统的硬件设计 热电偶自动检定系统从电气原理上可分为控制部分和测量部分。 控制部分由控温热电偶、 D／ A接口卡、可控硅触发器、电压 调整器和检定炉组成；测量部分由通道扫描装置、开关量控制接口卡、数字测试仪、标准铂电阻、标准热电偶及被检热电偶组成。 测量部分和控制部分均通过 I／ O接口与计算机相连。 数据采集系统硬件设计 多功能数字测量仪硬件选型 福禄克 FLUKE289/F289/F289C 真有效值数字万用表 （ 1）特定功能介绍： TrendCapture“趋势捕获”：新的 TrendCapture“趋势捕获”绘图功能可帮助用户更加快速地检测和查看间歇事件，并对故障进行分析； 扩展内置数据记录存储（ 10000个读数）：通过容量扩 展的内置数据记录，即使在恶劣环境中，或在人员操作难以实现难以操作的情况下，也可进行连续多天的测量； 存储多次多段记录结果（无须多次下载）：在需要进行 PC下载之前，存储多次或多段记录的结果而提高效率； 加强型“最小值 /最大值 /平均值”功能：所有数据都显示在一个屏幕上，无需翻动屏幕或不同按键，可在一个屏幕上同时看到最小值，最大值和平均值以及开始时间和经过时间； 可选的低通滤波器（ 289）：对变速电机驱动器和其他有严重电气噪声的设备进行精确的电压和频率测量； 小电阻（ 289）：以 1毫欧的分辨率测试 50欧姆的小电阻 ，对于测量电机绕组和其他具有很低电阻的设备非常有用； 低阻抗 LoZ（ 289）：降低了因杂散电压引起错误读数的可能性 ［ 5］ ； 11 通道扫描器设计 多路通道扫描器由继电器组和数字量输出接口卡组成。 继电器是通道导通的执行元件，数字量输出接口卡是继电器通断的控制元件。 (一 )HH54P小型继电器 HH54P小型继电器是引进日本富士电机株式社全套转悠制造技术生产的高可靠性继电器，具有体积小、重量轻、开闭容量大、可靠性高、寿命长等特点，适用于交流 50Hz或 60Hz，电压至 240V，直流电压至 110V的控制电路，供电子设备、通讯设备、电子计算机通讯设备、自动化控制装置等动作切换电路及扩大控制范围之用。 产品符合GB14048标准以及 IEC255， IEC947和日本 JIS标准。 (二 )PC6408开关量输入输出接口卡 (1)性能指标 PC6408开关量输入输出接口卡适用于具有 ISA总线的 PC系列微机，具有很好的兼容性， CPU从目前广泛使用的 64位处理器直到早期的 16位处理器均可适用，操作系统可选用 Windows系列，在硬件的安装上也非常简单，使用时只需将接口卡插入机内任何一个 ISA总线插槽中，信号电缆从机箱外部直接接入。 该卡上的开关量输入为 16路，输出为 16路，采用两组分别共地方式。 输出部分具有上电和主机复位后自动清零功能。 主要技术指标： 1) 输入路数及电气连接方式： 16路共地 (共阴 )方式。 2) 输入信号电平范围： TTL～ 48V。 3) 输入信号电流消耗：≥ 5mA/每路 4) 输出路数及电气连接方式： 16路共地 (共阴 )方式。 5) 输出回路供电要求： +12V～ +36V 12 6) 最大输出电流： ≤ 200mA/每路；可直接驱动继电器。 但每组总输出电流不应超过 2A。 7) 每组信号之间、各组信号与接口卡之间隔离电平： 500V。 8) 电源功耗： +5V（177。 10％ )≤ 400mA 9) 环境要求：工作温度： 10℃～ 40℃ 相对湿度： 40％～ 80％ 存贮温度： 55℃～ +85℃ 10) 外型尺寸 (不含档板 )： 长高 =160mm 106mm( ) (2)工作原理 该接 口卡的工作原理框图如图 ： 在热电偶自动检定系统中只使用了该卡的开关量输出回路，卡上有 16路开关量输出回路可用于外部电路的开关控制，其每路最大输出电流 200mA左右，开关量输出部分工作原理如图所示。 13 光 耦 器八路整形器八路整形器驱 动 器光 耦 器八D锁存器 八D锁存器I/O译码 I/O控制 数据缓冲 图 PC6408开关量输入输出接口卡工作原理框图 锁 存 器光 电 耦 合 器+ 5 v锁 存 控 制数 据 总 线电 源 端输 出 端地 端驱 动 器 图 开关量输出部分工作原理图 输出驱动器件 ULN2020的输出端允许通过 IC电流 200mA，饱和压降 VCE约 1V左右，耐压 BVCEO约为 36V。 用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。 由于本卡采用集电极开路输出，输出电流大，故可以直接驱动继电器或固体继电器 (SSR)等外接控制器件， 14 也可直接驱动低压灯泡。 该卡工作时，计算机送“ 1使驱动器三极管导通，计算机送“ 0使驱动器三极管截止。 卡上的输出驱动器件 ULN2020中内部带有吸收二极管，可有效地吸收感性负载启动时产生的达 600mA的峰值电流。 所有的开关量输出信号均带有锁存功能。 当 CPU对设定的一个 I／ O地址执行一次写操作，就送出了一组 (8路 )输出 信号。 当主机加电启动或使用 RESET开关使主机硬复位时，卡上的复位清零电路使各组输出均为零，即驱动器三极管截止。 (3)使用与操作 I/O基地址选择： I/O基地址的选择是通过开关 K1进行的，开关拨至“ ON”处为 0，反之为 1。 拨码第 8位表示地址线 A9，拨码第 1位表示地址线 A2。 初始地址的选择范围一般为 0100H～036FH之间。 应根据主机硬件手册给出的可用范围以及是否插入其它功能卡来决定本卡的 I/O基地址，并从基地址开始占用连续 4个地址 ［ 6］。 输入输出插座接口定义： 本卡的安装十分 简便，只要在关电情况下将主机机壳打开，将本卡插入主机的任何一个空余扩展槽中，再将档板固定螺丝压紧即可。 37芯 D型插头可从主机后面引出并与外设连接。 输入输出插座接口定义见表。 表 输入输出插座引线定义表 插座引脚号 信号定义 插座引脚号 信号定义 1 开出 CH0 20 开出 CH1 2 开出 CH2 21 开出 CH3 3 开出 CH4 22 开出 CH5 4 开出 CH6 23 开出 CH7 15 5 开出 CH8 24 开出 CH9 6 开出 CH10 25 开出 CH11 7 开出 CH12 26 开出 CH13 8 开出 CH14 27 开出 CH15 9 开出公共地 28 开出公共地 10 +12～ 36V电源入 29 +12～ 36V电源入 11 开出 CH0 30 开出 CH1 12 开出 CH2 31 开出 CH3 13 开出 CH4 32 开出 CH5 14 开出 CH6 33 开出 CH7 15 开出 CH8 34 开出 CH9 16 开出 CH10 35 开出 CH11 17 开出 CH12 36 开出 CH13 18 开出 CH14 37 开出 CH15 19 开入公共地 控制端口地址与有关数据格式： 各个控制端的操作地址与功能见表。 表 端口地址与功能表 端口操作地址 操作命令 功能 基地址 +0 读 写 A组前 8路开关量输入信号 基地址 +1 读 写 A组后 8路开关量输入信号 基地址 +2 写 写 B组前 8路开关量输出信号 基地址 +3 写 写 B组后 8路开关量输出信号 16 开关量输入输出信号的数据格式采用的是位方式，即一个字节中的任意一位对应一路输入输出信号。 其数据格式见表。 表 开关量输入信号数据格式 端口地址 操作指令 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 基地址 +0 读 CH7 CH6 CH5 CH4 CH3 CH2 CH1 CH0 基地址 +1 读 CH15 CH14 CH13 CH12 CH11 CH10 CH9 CH8 基地址 +2 写 CH7 CH6 CH5 CH4 CH3 CH2 CH1 CH0 基地址 +3 写 CH15 CH14 CH13 CH12 CH11 CH10 CH9 CH8 该卡的驱动程序是一个标准动态链接库 (DLL文件 )。 它的输出函数可以被其它应用程序在运行时直接调用。 应用程序可以用任何一种可以使用 DLL链接库的编程工具来编写。 (4)线路连接 PC6408开关量输入输出接口卡与继电器之间的连线如图。 17 图 3． 3 采样子系统连线示意图 温度控制系统硬件设计 热电偶自动检定系统中检定炉温度控制子系统原理框图如。 功率单元采用进口管芯单向反并联晶闸管模块，触发器控制方式为调相控制，连续调压，可自动或手动控制，自动控制时，控制信号由 D／ A接口卡输出的 4～ 20mA接入；手动控制由外接的。 单相晶闸管调压触发器 控制输入与触发输出光电隔离，可以与各种自动化仪表配套使用，并且单相 220V／ 380VAC通用。 自动控制时对仪表无干扰，广泛应用于负载要求连续平滑调节、低电压大电流以及控制精度要求较高或不允许大电流冲击的单相控制系统。 如直流电机的调速、调压、充电，电阻炉的温度控制等。 接线简便，无须外接同步变压器，无须考虑相序问题。 可靠的过流保护使得主回路可控硅损坏不会导致控制器损坏，甚至在触发线路接错情况下，短时间内也不会损坏。 18 图 控温子系统原理框图 主要性能特点： (1)触发脉冲宽度≥ 90176。 ，移相范围 0～ 180176。 ； (2)正负半周脉冲不均衡度≤ 1176。 ，触发功率大，最大可触发 KP2020A晶闸管； (3)具有软启动功能 :开机和过流复位时，输出电压逐渐达到设定值，避免大电流冲击； (4)过流自动锁定功能：当设备发生过流时，经延时后自动封锁触发脉冲，并自动保持。 当故障排除后，按一下过流复位按钮，解除封锁，设备软启动； (5)配有手动调节和与自动化仪表输出信号相连的自动调节方式； (6)输入规格： 0～ 10V、 4～ 20mA可选 ［ 7］。 接线方法：触发板接线端子与外围信号的连接如图。 19 图 触发板接线示意图 模入模出接口卡 模拟量输出接口卡同数字量输出接口卡一样，选择 PC6320模入模出接口卡。 PC6320模入模出接口卡适用于具有 ISA总线的 PC系列微机，具有很好的兼容性。 其模入模出信号均由卡前端的 26线扁平带缆插头与外部信号源及设备连接。 对于模出部分，用户可根据控制对象的需要选择电压或电流输出方式以及不同的量程。 该卡带 8路 A／ D输入通道， 2路 D／ A输出通 道，在热电偶检定系统中，只使用了它的其中 l路输出。 主要技术参数： (1)输出通道数： 2路 (互相独立，可同时或分别输出 ) DXK 2G 2K 2G 1K 1MCO MGDBNAKE BKE KKE ZFW 2FW 1FK 4FK 3 来自 TAFK 2FK 2FK 1RMS手动380 v220 v 20 (2)输出范围： 电压方式： O～ 5V、 ～ + 电流方式： 0～ 10mA、 4～ 20mA (3)D／ A转换器件： DAC0832 (4)D／ A转换分辨率： 8位 (5)D／ A转换综合建立时间：≤ 5μ S (6)D／ A转换综合误差： 电压方式：≤ ％ 电流方式：≤ l％ 输入输出插座接口定义见表 ： 表 P。