【硕士论文】基于嵌入式系统的热分析仪器测控系统研究.pdf

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1、摘要摘要随着电子技术和计算机技术的飞速发展，分析仪器呈现出数字化、智能化、自动化、集成化和网络化的发展趋势。研究的联合型热分析仪器(FRC)就是这种趋势下的产物，FRc是一种在程序控制温度下。测量被测物质的热重(TG)、差热(DTA)与温度关系的一种高精度分析仪器，是质量控制、技术鉴定和科学研究所必需的基本设备。温度程序是在单片机的控制下，实现对加热炉的持续加温、恒温、降温作用，以达到对分析物质的相变、分解、化合、脱水、吸附、解析、溶化、凝固、升华、蒸发，通过这种高科技技术来提升由北京光学仪器厂生产的wcT系列热分析仪器，使热分析仪器测试准确可靠，减小了其外观尺寸，方便维护，成

2、本低廉。通过分析联合型热分析仪器(FRC)的工作原理，研究基于单片机的嵌入式技术在仪器设计上的运用和阐述联合型热分析仪器的性能要求及参数指标，来达到如何使用现代技术手段开发热分析仪器的目的，因此论文重在介绍新技术、新方法在对联合型热分析仪器(FRC)开发时的技术运用。设计的FRc热分析仪器下位机硬件系统是以C8051F020单片机和24位A／D转换器ADSl216为核心的一体化数据采集控制系统，实现了对温度(T)、差热(DTA)、热重(TG)、偏差、炉压及温度报警信号的采集和控制，单片机与A／D转换器之间的通信采用结构简单性能可靠的SPI通讯方式。设计的数据采集和信号调理电路部

3、分采用仪用放大器AD521和抗干扰能力极强的放大器0P27，构建了采集信号的有效高精度转换，提出了应用模糊PID控制实现了对加热炉加热的有效控制和通过RS232串口实现了上下位机的通讯、测试过程的自动控制及测量过程中信号的采集和处理。硬件电路部分设计和构建的同时，也编制了下位机的控制处理软件，重点开发了ADSl216的SPI通讯控制程序、串口通讯控制程序、加热炉加热控制程序和加热炉升降机构的控制程序，且下位机的软件编写都经过了严格的测试，能够有效的完成仪器要求的各种技术指标。开发的热分析仪器已经在企业连续投产，产生了显著的经济效益。实际应用证明，开发的热分析仪器具有运行可靠稳定

4、和抗干扰能力强的特点。开发过程中，充分考虑了仪器硬件与软件系统的协调统一，保证了系统高精度、高速度、高可靠性的设计要求，使系统的硬件结构简化，体积减小，一体化程度增强，且系统的更新升级和功能扩展极为容易。摘要关键词：热分析仪器(FRc)；嵌入式系统：A／D转换：温度；单片机c805lF020ⅡAbsHactABSTRACT砌ththe唧iddcVdopmemofeIectronic卸dcomputcrtecllIlology，thedeVel叩memoftIleAnalyticaIIIIstrumemp咒scntsat咒ndofdi百tization，jlltelligcn∞，

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6、cooltoheatcrlosludyd渤mposcr，chemicalcombiⅡalion，dehydrati蛐，adsorptiOn，咒∞lution，un仃eczi01l'con口etin舀sublimationetcofcomponentsofobjectsattheprogmmtcmpemturccontrolofc805lF020．nobViouslyiIIlprov嚣theAnalyticalInstmmentofwcTinBeijingopticshIstmmentFactoⅨ柚dmakestheAnalyticalhIstnIm锄tnicetyintcst，

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