基于单片机的数显式智能压力开关开题报告

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1、题目：基于单片机的数显式智能压力开关专题：院（系）：电气与信息工程学院班级：电气09—12姓名：郭城学号：2009021758指导教师：郎术斌教师职称：副教授黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告基于单片机的数显压力开关来源工程实际1,研究目的和意义工业生产中，电流、电压、温度、流量、转速和开关量是常用的主要被控参数。例如：在冶金、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的压力进行检测和控制。传统工业中对压力控制一般采用实时监测并控制继电器开关来实现，不利于系统的稳定，而且占用劳动资源多，生产效益大大降低。随

2、着工业领域越来越智能化，各种大型智能控制设备的普及，工厂对各种参数的采集监视系统要去更加看重。采用单片机来对压力进行控制，不仅具有控制方便，组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控压力的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量，极大的减少了员工劳动的繁琐，增加了生产效益。2、国内外发展情况（文献综述）目前，随着我国工业不断发，智能化不断提高，员工密度不断减少，各种先进传感器和仪器设备将逐渐取代原有的老旧设备。我国工业领域中，每个工厂几乎对压力的监测和控制已经非常普遍，应用非常广泛。但是我国的传感器控制系统的研究和发展还落后于西方国家，致使我国先进仪表设备还需大量

3、进口，造成了大量资金损失。随着节能降耗、低碳经济、民生产业、战略新兴产业的发展，调整结构和转型已成为国家的长期国策，并带动了风电、核电、物联网、智能电网、高铁和轨道交通等一批新兴产业的高速发展，这些行业的发展为仪器仪表行业带来了新的机遇和市场。我国仪器仪表行业也已经真正跨入数字化、智能化、网络化时代。目前，我国仪器仪表行业已形成门类，品种比较齐全，布局较为合理，具有相当技术基础和生产规模的产业体系，已成为亚洲除日本以外最大的仪器仪表生产国，是发展中国家中综合实力最强的仪器仪表生产国。我国自行研究并设计的数显压力开关检测精度高，测量范围宽，稳定性好。但与西方发达国家还有差距

4、。所以研究并赶超西方传感器控制系统已经刻不容缓。下面我将用基于单片机设计一款及压力采集，数显并继电器输出于一身的系统。3、研究/设计的目标:(1)测量范围：0〜IMPa；(2)工作温度范围：-20°C〜+50°C；(3)供电电源：(24±0・1)VDC；(4)零点输出：0MPa±20kPa；(5)满量程输出：lMPa±20kPa；(6)精度：-2.0%FS〜2・0%FS。4、设计方案(研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等人(1)数显压力传感器工作原理数显压力开关通常称为电子式压力开关；数显压力控制器等；主要原理是当系统内压力高于或低于设定压力值时，通过传感器感

5、应内部压力，触动微动开关断开和接通；主要形式是通过连接导杆推动。当压力降至或升至设定的值时，其内部微动开关自动切断，达到控制被测压力的目的。数显压力开关全为全电子结构，前端采用带隔离膜充油压阻式压力传感器，由高精度的A/D转换，经微处理器运算处理，现场显示，并输出一路模拟量和两路开关量压力开关，采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等。开关元件有磁性开关、水银开关、微动开关等设计结构方框图通过上图可知，设计的核心就是控制器的设计，本课题利用单片机来实现上述控制器，造价便宜，功能可靠稳定，开发和嵌入其他系统能力高。(1)系统结构框图如下电源㈡89C51按喪电路继电器

6、编岀及报誓R10R22R20R22

7、R4

8、R30R220R22rff吧*R3H7?2*R4，电桥输出不为零，并有(70-±—VR硬件连接方框图单片机实现智能数显压力开关主要由6个部分组成,首先由压力传感器对压力数据进行监测,其次是进过模拟信号处理和匹配送到AD转换将监测所得的模拟量转换为数字量，然后是单片机对数据的处理，最后是实现将数据值在液晶屏上显示，并对超过某一限度的压力值进行继电器输出和实时报警。四个过程紧密相连构成一个完整的系统。(1)各模块简介1•压力传感器采用压阻式桥式传感器，此传感器以灵敏度高，响应速度快，可靠性好，精度高

9、，低功耗，易于微型化与集成化等特点。当RO二R1=R2二R3时，此时电桥的输出U0为零,当应变片受力后R1发生变化,2•信号放大滤波电路由于压阻式传感器输出电压信号只有几十毫伏，必须通过模拟放大器对其进行一定倍数放大来匹配AD转换输入电压，并且要做一定的滤波环节。本课题采用差动输入信号调理电路3.A/D转换芯片，选用TLC1543.TLC1543是TI公司生产的一款10位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成转换过程，由于是串行输入结构，能节省单片机的I/O借口，价格合理，分辨率较高。3.液晶显示采用LM032L:2*2