温、湿、气压融合控制测试系统的研制

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文温、湿、气压融合控制测试系统的研制2013年6月Thedevelopmentoftemperature，humidityandairpressurecontrolsystemByDingHongyingADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringInstituteofElectronic

2、sChineseAcademyofSciencesJune，2013吣4咖0叭2mml眦旧帅3帆2吣Y摘要环境测试设备被广泛应用到传感器校准测试、气象研究、科学实验、航空航天、产品检测等多个领域。测试设备的质量直接影响着科研的进展与产品的生产。目前市场上可见的环境测试设备多为单一参量的控制测试，科研的迅速发展、技术的不断创新都要求环境测试设备能够从单一参量控制转向多参量控制，从静态控制转向动态控制。所以，研制出能够集成温度、湿度和气压多个参数进行融合控制的环境测试设备具有重要的科研意义和实用价值。本文以环境科学、物理学、控制科学等基础理论为依据，研究设计了耐压饱和器和真空测试室结构，为“双压法

3、”湿度控制方案提供了硬件系统支撑；利用PID控制算法实现了饱和器和测试室中气压的精确控制；并将该双压系统置于酒精槽中，以酒精热浴的方式解决了温度控制问题；设计了融合控制算法与控制策略，解决了温度、湿度和气压的融合控制问题；设计开发了控制软件，实现了系统的自动控制以及相关数据的存储和显示，软件交互界面的设计大大提高了系统的可操作性。本文最后以研制的样机为对象进行试验研究，测量了温度、湿度和气压单个参数控制的精度与稳定性，试验测试了系统三个参数融合控制的范围与稳定性。最终，三参数融合控制实现：温度．30℃～O℃，气压50kPa～100kPa，湿度20％RH～76％RH融合控制；温度O～50℃，气压

4、50kPa～100kPa，湿度20％RH～90％RH融合控制。其中温度控制稳定在±0．1℃；气压控制稳定在±0．02％ES；湿度控制稳定在±1％。关键词：温度、湿度、气压，融合控制，测试，传感器温、湿、气压融合控制测试系统的研制AbstractEnvironmentaltestequipmenthasbeenwidelyappliedtofieldsofsensorcalibrationtest，meteorologicalresearch，scientificexperiments，aerospace，producttestingetc．．Testequipmentaffectsthequa

5、lityoftheproductionprogressandproductresearchdirectly．Atpresentthemajorenvironmenttestequipmentonthemarketissingleparametertester．Innovationandrapiddevelopmentofscientifictechnologyrequireenvironmentaltestequipmenttocontrolmultiparameters．Thetestequipmentishopedtochangefromstaticcontroltosteeringcon

6、tr01．Sodevelopatestequipmentintegratedmoreparametersastemperature，humidityandpressurehasimportantscientificsignificanceandpracticalvalue．Basedontheenvironmentalscience，physics，scienceandotherbasiccontroltheory,Thispaperhasdesignedthehighpressuresaturatorandvacuumtestchamber,whichprovidehardwaresuppo

7、rtforthetwopressurehumiditycontrolscheme；ThepaperhasselectedPIDcontrolalgorithmtoachievetheprecisepressurecontrolofsaturatorandtestchamber；Andthedoublepressuresystemisplacedinthealcoholgroove．Thecontr