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热偶规真空计的设计与研究
作 者: 李杨
导 师: 乔双
学 校: 东北师范大学
专 业: 电路与系统
关键词: 真空测量 单片机 传感器 非线性特征 函数拟合
分类号: TB772
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
真空技术是现代科学技术的一个重要组成部分,它推动并促进了科技研究和生产技术的发展,而真空测量是真空技术的一个重要环节。作为真空度测量设备的真空计类型很多,由于各种真空测量方法的局限性,其灵敏度、量程和用途各不相同。在电子技术和计算机技术的迅速发展推动下,真空计的设计与研发正朝着高精度、小型化、集成化、系统化、智能化方向迈进。热偶真空计以其性能稳定、抗沾污、抗氧化、价格适中等优点被广泛应用于低真空测量领域,但由于热偶规这种传感器存在着较强的非线性,致使在数据处理上存在一系列的问题。为了提高测量精度,必须对其非线性进行处理。用传统数值计算方法处理,计算量繁重、过程冗杂。本文对热偶规真空计的基本结构和工作原理加以研究分析,然后根据其特点提出具体的设计方案。本设计采用Mathematica数学软件中高次函数拟合功能,来拟合热偶规传感器的非线性特性,最后以热偶规管作为传感器,将被测环境的压强信号转换为微弱的电信号,经过信号放大和A/D转换,送入单片机数据处理、显示。本热偶规真空计以单片机为核心,可应用于低真空领域的真空度测量,其测量精度和稳定性满足实际需要,还可以根据实际应用将仪器的功能进行扩展,具有较强的实用性。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 第一章 引言 8-11 1.1 研究背景及意义 8 1.2 国内外真空测量技术的发展 8-10 1.3 本文的主要工作及章节安排 10-11 第二章 真空计的基本原理及热偶规非线性的校正 11-18 2.1 热偶真空计的基本原理 11-12 2.2 热偶规的结构和压强测量原理 12 2.2.1 热偶规的结构 12 2.2.2 热偶规真空测量基本原理 12 2.3 热偶规的非线性校正 12-17 2.3.1 Mathematica数学软件介绍 13 2.3.2 Mathematica数学软件拟合方法 13-16 2.3.3 实验效果分析 16-17 2.4 小结 17-18 第三章 热偶规真空计硬件部分设计 18-27 3.1 系统整体结构 18 3.2 电源部分设计 18-19 3.3 信号放大和采集部分 19-24 3.3.1 热偶规传感器的选择与电气连接 19-20 3.3.2 信号放大和A/D转换电路的设计 20-24 3.4 信号处理和控制部分 24-26 3.4.1 主控单片机的选择 24-25 3.4.2 LCM显示器的选择 25-26 3.5 小结 26-27 第四章 热偶规真空计软件部分设计 27-35 4.1 Keil C简介 27-28 4.1.1 Keil C和ANSI C 27-28 4.1.2 存储类型 28 4.2 初始化程序 28-29 4.3 主程序 29-30 4.4 压控继电器动作压强值设定子程序 30-31 4.5 压控继电器动作子程序 31-32 4.6 数据采集及处理子程序 32-34 4.7 小结 34-35 结论 35-36 参考文献 36-38 致谢 38-39 在学期间公开发表论文及著作情况 39
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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 真空技术 > 真空测试及仪器 > 真空计(全压测量)
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