0408080118梁芳芳[文献综述]2011-12-09

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1、毕业设计(论文)文献综述（2012届）（标准信号光柱数字显示报警仪）学生姓名梁芳芳学号0408080118系别信息与电子系专业班级自动化0801指导教师梁伟填写日期2011年11月25日文献综述摘要本文介绍了标准信号光柱数字显示报警仪的相关技术及其发展，并说明了光柱数字显示报警仪国内市场的现状。同时对本课题的研究内容作了说明，对研究中的关键问题和技术进行了分析和讨论。关键词仪表；发展；现况；设计1．仪表相关概念及其发展工业自动化仪表是用以实现信息的获取、传输、变换、存储、处理与分析,并根据处理结果对生产过程进行控制的重要技术工具。其中包括检测仪表、

2、分析仪表、执行与控制仪表、记录仪表等几大类,也有将几部分功能集成在一起的仪表[1]。所以，设计光柱数字显示报警仪对工业生产过程是非常重要的。20世纪末，全球市场逐渐形成，工业生产必须按市场需求加快新产品的开发，降低成本，这就需要作统一考虑的生产过程，并采用计算机、自动化、通信等技术实现整个过程的综合自动化，以改善生产加工和管理决策。同时，随着计算机、通信，使得在传感器、执行器等设备上加装智能接口成为现实，促使带有微处理器芯片仪表（智能化仪表）的产生，智能化仪表实现了传输信号数字化[2]。随着微电子技术的不断发展，集成了CPU、存储器、定时器/计数器

3、、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出现了。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能仪器[3]。2．市场研究现状国际上智能测量仪表更是品种繁多，例如，美国HONEYWELL公司生产的DSTJ-3000系列智能变送器，能进行差压值状态的复合测量，可对变送器本体的温度、静压等实现自动补偿，其精度可达到±0.1%FS；美国RACA-DANA公司的9303型超高电平表，利用微处理器消除电流流经电阻所产生的热噪声，测量电平

4、可低达-77dB；美国FLUKE公司生产的超级多功能校准器5520A，内部采用了3个微处理器，其短期稳定性达到1ppm，线性度可达到0.5ppm；美国FOXBORO公司生产的数字化自整定调节器，采用了专家系统技术，能够像有经验的控制工程师那样，根据现场参数迅速地整定调节器。这种调节器特别适合于对象变化频繁或非线性的控制系统[3]。而在智能型光柱数字显示报警仪又有以下特点：（1）型式上：外形上有横式、竖式两项（2）功能上：智能型光柱数字显示报警仪：具有多类型输入可编程功能，可配接不同的输入信号，同时显示量程、报警控制等可现场设置。以双排或单排四位LE

5、D显示测量值和设定值，以单色或双色光柱进行测量值的模拟显示，还具有零点和满度修正、冷端补偿、数字滤波、通讯接口、4种报警方式等[17]。显示方式：以双排和单排四位LED；显示范围：—1999～9999；测量准确度：+0.2%FS+1字、+0.5%FS+1字或+0.1%FS+1字；输入信号及相应测量范围：热电偶（K、E、S、B、J、T、R、N）、热电阻（Pt100、Cu100、Cu50、BA2、BA1）、直流电压（0～20mA、0～75mA、0～200mA、0～5V、1～5V）、直流电流（0～10mA、0～75mA、4～20mA）、线性电阻（0～40

6、0Ω）、频率（0.1Hz～10Hz），详见表2-1；模拟输出信号：4～20mA输出（R0≤750Ω）、0～10mA（R0≤1.5KΩ）报警方式：1-4路报警控制（下下限、下限、上限、上上限）；保护方式：输入回路断线、输入信号超/欠量程报警；电源：开关电源（交流85～265V，频率50/60Hz）、线性电源（交流220V+10V，频率50Hz+2Hz）、直流电源（24V+2V）。表2-1输入信号与测量范围3．课题的研究内容3.1工作原理：标准信号数字显示报警仪工作原理如图3-1所示，对应的标准信号经A/D转换后变成数字信号，单片机对该数字信号处理后送

7、显示、报警电路、显示对应的参数并在超限时给出报警信号。仪表的工作状态由按键电路设定，上（下）限报警设定值由串行存贮。当系统出现异常情况时，自启动电路使系统复位，从而保证仪表可靠运行[6]。图3-1工作原理图3.2硬件设计3.2.1输入及A/D转换电路；输入电压：1～5V，采用分压的方式改变其输入电压，电路图如图3-2所示图3-2A/D转换电路：A/D转换电路的作用是将输入的模拟信号转换为数字信号目前常用的A/D转换器，按输出数字量的位数分,有8位10位、12位和16位等;按输出数字量的方式分,有串行的和并行的;按转换方式分有逐次逼近式和双积分式，逐

8、次逼近式在精度、速度和价格上适中，是最常用的A/D转换器件，双积分式具有精度高、抗干扰性好、价格低廉的优点，但转换速度慢，