智能仪器课程设计-智能露点仪设计

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1、智能仪器课程设计目录摘要.1前言…21、智能仪器的发展及介绍31.1智能仪器的发展概况31.2智能仪器发展趋势42、总体方案设计52.1设计方案的分析及选择52.2系统工作原理63、系统的组成73.1传感器73.2温度测量与跟踪系统83.3A/D转换电路94、处理器及外围电路104.1MSP430芯片介绍104.2显示电路115、软件设计126、结论147、致谢158、参考文献169、附录17附录一：系统原理图17附录二：温度测量原理图1818智能仪器课程设计摘要:本文主要介绍了光电露点仪的组成、工作原理、工作过程、设计体会以及设计时应

2、注意的一些问题。采用PID控制算法，以数字化控制模式取代传统的模拟电路控制模式，设计了以单片机为核心硬件的数字镜面露点仪.该设计可简化硬件电路，降低仪表成本，提高测量精度，在—40℃~20℃范围内，对标准湿度气源的测量误差<0.2℃。关键词:镜面露点仪；半导体制冷；单片机Abstract：Theauthormainlyintroducedtheexperienceofthehighprecisionphotoelectricdew-pointMeterdesignanditscomposingandworkprincipleandthe

3、problemshouldbeattentionwhendesigninthisarticle．Adesignofdigitalmirrordewpoint-instrumentisdiscussed.ThisinstrumentmakesuseofPIDcontrolalgorithmsanddigitalcontrolmodeinsteadoftraditionalanaloglinecontrolmode.ThecoreofhardwareisSCM.Thisdesigncanstmplifyhardwareelectrocirc

4、uit，reduceinstrument’scost，andimprovemeasureprecision.Theinstrument'smeasureerrorfornormalhumiditygasislessthan0.2℃between—40℃to20℃.Keywords：micorrdewpoint-instrument;coolingsemiconductor;SCM18智能仪器课程设计前言人类社会的快速发展，离不开电力系统，而电力系统的生产过程关系着工作人员的安全以及生产的顺利进行，所以对电力系统生产环境和设备的检测十分重

5、要。镜面露点仪主要用于SF6、CO2等气体的检测，其测量精确度对于电力系统安全生产起着重要的作用，同时利用现代智能仪表可以大大减轻工作人员的工作量。国外的露点仪测量精度较高，但价格比较昂贵.目前我国市场上镜面露点仪的测量部分均采用模拟电路实现，但测量所需时间较长，且存在结构复杂、受环境影响大、稳定性差等缺点。鉴于此，本设计以单片机为控制核心，将PID控制算法应用于镜面露点仪，以期简化硬件电路设计，降低仪表成本，提高镜面露点仪的测量精度和稳定性。露点仪是一种测量气体中含水量即湿度的仪器，目前测量湿度的仪器品种繁多，但作为湿度的通用仪器，一

6、种是普通的湿度指示仪既利用湿敏元件作为传感器的湿度仪或利用电解法来进行湿度测量等，另一种就是光电露点仪，前一种方法为相对测量法，光电露点仪则为绝对测量方法，前一种湿度仪测量精度低、稳定性差，主要用于高湿气体湿度或对测量精度要求不太高的场合，但是它们具有结构简单、成本低廉的优点；光电露点仪是一种高精度湿度测量仪器，在国内主要用来作为湿度计量的标准器来使用。材料是当今世界的三大支柱产业之一，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，尤其是近几十年来随着人类科学技术的进步，材料的发展更是日新月异，新材料层出不穷，其中半导体制冷材料就是其中的一个新兴

7、的热门材料，其实半导体制冷技术早在十九世纪三十年代就已经出现了，但其性能一直不尽如人意。目前半导体制冷的露点仪一般用于露点的精确测量或用于对其他湿度测试仪的标定，这种露点仪是用多级半导体对一镜面制冷，镜面下用铂电阻传感器测温，用高精度温控仪精确控温，在气室用桥式灵敏光电检测仪检测待测气体的露点。18智能仪器课程设计1、智能仪器的发展及介绍1.1智能仪器的发展概况80年代，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，测量系统常通过IEEE—488总线连接。不同于传统独立仪器模式的个人仪器得到了发展等。90年代，仪器仪表的智能化突

8、出表现在以下几个方面：微电子技术的进步更深刻地影响仪器仪表的设计；DSP芯片的问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线