石英晶体量热仪的研究与开发

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1、硕士学位论文摘要随着科学的进步和经济的飞速发展，我国能源需求量迅速增加，而煤作为一种最重要的能源之一，必将对煤的质量提出更高的要求。煤的发热量是衡量煤质的主要指标，目前周内的量热仪在测量发热量的精确度、实时性等方面还存在一定的欠缺，因此迫切需要精度高实时性能好的量热仪系统。论文首先阐述了量热仪系统研究的意义、现状、水平和目标，并阐述了量热仪系统的组成原理。其次，探讨了热值测量的基本原理、方法、步骤、过程以及所用到的公式，在此基础上研究了系统的功能和设计原则，并进行了系统的机械设计，确定了系统总体结构的设计方案；在详细分析石英晶体传感器测温基理的基础上，设计了石英晶体温度传

2、感器的电路，提出了确定其参数的方法：曲线拟合法；为了准确求出温度一频率特性参数，在获取大量的数据的基础上，用C语言编写了这一算法，并求出相应的参数；由于所处的实验环境比较恶劣，为了消除外界干扰，采用了数字滤波技术；同时，为了测出石英晶体温度传感器的输出频率，设计了相应的硬件电路。然后，分析了Windows下串行通信的特点，通过比较几种串行通信方法的优缺点，采用了API函数实现上位机与下位机之间的通信；根据研究需要制定了PC机与单片机的通信协议并专门用vc++定义了一个数据采集线程和一个串口通信类；根据量热仪的实际工作情况，为了提高量热仪系统的实时性，提出了基于多线程技术的

3、方案：为了保存实验数据，建立了基于ODBC的数据库；同时采用了动态加载数据源技术以方便用户操作。最后，对系统功能和性能进行了考核和评估，结果表明系统的实时性、准确度和精确度都有较大的提高。关键词：曲线拟合法；、通信协议；串口通信；多线程；动态加载石英晶体量热仪的研究与开发AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandeconomy,thequantitydemandedforenergysourceswillincreasequicklyinourcountry．Thecoalisconsideredtobeoneofthemost

4、importantenergysources，whichresultsintohigherrequirementfor。thequalityofcoal．Thecalorificvalueproducedbycoalisthemainstandardofthequalityofcoal，butatpresenttheequipmentsmeasuringthequantityofheatcannotsatisfytheneedof’society,SOitisimpendenttomakeasystemwithagoodaccuracyandreal—timeperfor

5、mance．Firstly,thepaperexpoundstheimportance，thestatusinquo，thelevelandtheaimofresearch．Thenthepapersummarizesthesystemofmeasuringcalorificvalue．Secondly,thepaperpresentsthebasicprincipleofmeasuring，methods，processandformulatobeused，thenilluminatethefunctionsofsystemandtheprincipleofdesign

6、．Wemakeaschemeofthestructureofthewholesystem，thenexpoundthebasicprincipleofthequartz·crystalsensortomeasurethetemperatureanddesignthecircuitofthequartz-crystalsensor．Themethodofcurvefittingisputforwardtosolvethecoefficientoffrequencycharacteristicofthequartz—crystalsensor．Togolvethecoeffi

7、cientcorrectlywecollectlotsofdataandprograminC．Furthermore，thesystemoftenworksintheenvironmentwithinterference，SObyapplyingthedigitalfilteringweimprovethecapacityofanti-jammingofthesystem．Thirdly,byanalyzingthecharacteristicofserialcommunicationinWindowsandcomparing