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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
下 载: 56次
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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。

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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