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改进型皮革收缩温度测定仪的研制

作 者: 刘亚花
导 师: 宁铎
学 校: 陕西科技大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 检测仪器 皮革收缩温度 检测精度 温度控制 上位机软件
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


在皮革行业中,皮革的收缩温度是一个相当重要的性能参数,它不但影响皮革的物理、机械性能,而且对于其生产、加工和科学研究都具有重要的意义。由于传统的检测技术手段比较落后,智能化程度低,检测效率及检测精度低,不能满足皮革工业现代化生产需求。因而研制新型的皮革收缩温度测定仪器具有重要的技术经济价值。皮革收缩温度测定仪的研制是“陕西省科学技术研究发展计划”项目,研制内容主要围绕检测效率和检测精确度两个方面进行。本文根据国家皮革收缩温度检测标准,在已研制的“MSW-YD4型皮革收缩温度测定仪”的基础上,对其做了更进一步的改善设计,主要包括两个方面:1)对设备加热系统加热功率的调节,实现加热介质的温度缓慢平滑升高,匀速升温,以防止由于温升波动影响到设备测量的准确性;2)对上位计算机软件的程序进行改进和优化,通过建立数据库,以查表的方式找到要测定的某些温度值,再通过计算取得准确的收缩温度值。同时,对设备的可靠性设计进行探讨,并对改进型的测定仪进行了性能测试与总结。论文中温度控制系统的加热方式采用电热杯加热,控制方式采用脉冲宽度调制,达到了精确控温的目的。此外,检测系统是影响检测精度的关键,设计中选用高精度温度传感器,信号采集接口电路选用12位高精度A/D转换芯片,软件上采用算数平均值滤波算法,电路上采取硬件可靠性设计等,提高了皮革收缩温度的检测精确度。上位机软件采用可视化编程语言VisualC++6.0开发,实时采集温度和试样长度变化数据。并实现数据的在线分析,可将数据以不同格式保存,从而能更好地显示皮革试样的整个收缩过程。通过使用MSW-YD4型皮革收缩温度测定仪,表明在测量效率及测量精确度方面都达到了较高的要求。实践表明,改进型的皮革收缩温度测定仪在测量精确度方面具有明显的优势及广阔的应用前景。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-15
  1.1 皮革收缩温度检测的重要意义  11
  1.2 皮革收缩温度检测的发展现状  11-14
  1.3 本课题的主要研制工作  14
  1.4 本章小结  14-15
2 改进型皮革收缩温度测定仪总原理  15-19
  2.1 皮革收缩温度检测标准  15
  2.2 测定仪实物  15-16
  2.3 测定仪测量原理  16-17
  2.4 本章小结  17-19
3 系统硬件电路  19-37
  3.1 霍尔传感器组件结构改进  19-21
    3.1.1 霍尔传感器  19
    3.1.2 组件结构概述[19]  19
    3.1.3 组件测量原理  19-21
    3.1.4 组件改进方法及结果  21
  3.2 温度控制系统  21-33
    3.2.1 主要元器件  22-24
      3.2.1.1 温度传感器 AD590  22
      3.2.1.2 仪表放大器 AD620  22-23
      3.2.1.3 双向可控硅 BTA12  23-24
    3.2.2 恒速升温控制原理  24-25
    3.2.3 恒速升温控制方式改进  25-27
      3.2.3.1 改进的理论基础  25-26
      3.2.3.2 PWM 调功实现  26-27
    3.2.4 温控系统硬件电路及改进  27-33
      3.2.4.1 温度传感器部分电路  27-28
      3.2.4.2 温度控制原理及电路  28-29
      3.2.4.3 改进型 PWM 功率控制电路  29-31
      3.2.4.4 液晶显示模块电路  31-33
  3.3 其它硬件电路  33-35
    3.3.1 信号采集模块电路  33-34
    3.3.2 单片机控制系统  34-35
    3.3.3 串行通信接口电路设计  35
    3.3.4 电源电路设计  35
  3.4 整机原理图及 PCB 板图  35
  3.5 本章小结  35-37
4 系统软件设计  37-45
  4.1 信号处理算法  37-39
  4.2 A/D 转换程序  39
  4.3 液晶显示驱动程序  39-42
  4.4 系统监控程序  42
  4.5 温度控制模块软件设计改进  42-44
    4.5.1 监控主程序改进  43
    4.5.2 定时器 2 中断设计  43
    4.5.3 功率调节程序设计  43-44
      4.5.3.1 功率调节主程序  43-44
      4.5.3.2 定时器调节功率  44
  4.6 本章小结  44-45
5 上位机程序设计  45-61
  5.1 上位机软件实现  45-50
    5.1.1 上位机软件设计  45-46
    5.1.2 上位机测量软件操作  46-50
  5.2 单片机和上位机通信程序  50-54
  5.3 上位机程序的改进设计[46]  54-58
    5.3.1 提高测定准确度的软件实现  55-58
    5.3.2 上位机界面运行参数  58
  5.4 本章小结  58-61
6 设备可靠性设计  61-65
  6.1 硬件可靠性设计  61-63
    6.1.1 PCB 设计合理性  61-62
    6.1.2 元件选择  62
    6.1.3 电源可靠性设计  62-63
  6.2 软件可靠性保障[57]  63
  6.3 提高整机性能  63
  6.4 本章小结  63-65
7 整机运行测试  65-69
  7.1 仪器基本操作  65
  7.2 运行结果分析  65-67
    7.2.1 温升曲线  65-66
    7.2.2 测定准确度  66-67
    7.2.3 上位机界面运行结果  67
    7.2.4 干扰性测试  67
  7.3 本章小结  67-69
8 全文总结  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
附录 A:皮革收缩温度检测标准  75-78
附录 B:系统硬件原理图  78-79
附录 C:系统控制程序  79-93
项目科研成果  93
攻读硕士学位期间发表的学术论文  93
攻读硕士学位期间的主要研究成果  93-94

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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