工业热电偶自动检定系统

论文摘要

热电偶是一种常用的温度传感器,应用相当广泛。在长期工作过程中,热电偶性能会发生改变,产生测温误差。我国计量法规定,在热电偶的使用过程中需要进行周期性的检定和修正,以确保热电偶温度计测温的准确性。本论文针对传统检定过程完全靠人工操作、效率低、劳动强度大的问题,充分利用计算机控制技术和数据采集技术,以及目前丰富的软、硬件资源,设计了一种工业热电偶计算机自动检定装置,以实现热电偶检定过程的自动化、智能化和规范化。论文在分析热电偶检定规程的基础上,详细介绍了热电偶自动检定系统的整体设计方案、硬件组成、软件设计和主要技术问题的解决方法。选用低热电势的继电器组和开关量控制接口卡PC-6408,组成多通道扫描装置,配合高精度可程控的多功能测试仪表HP34401AMultimeter,实现检定数据的自动采集;采用模糊控制和PID控制相结合的算法,对检定炉温度进行控制,实现PID参数的自动整定和在线修正,使炉温升温速度快、调节时间短、恒温效果好;系统监控软件采用模块设计方法,功能齐全,界面友好,可视性强,操作灵活方便。本文所设计的热电偶自动检定系统已投入实际运行,工作稳定,符合工业热电偶检定规程的要求,达到了设计要求。系统具有很好的扩充性,可以方便简单地增加新的热电偶检定类型;缩短了检定时间,提高了工作效率;操作简单,减轻了劳动强度;自动检定,提高了自动化水平。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景及选题意义
• 1.2 热电偶自动检定系统的研究现状
• 1.3 热电偶自动检定系统的主要技术指标
• 1.4 论文主要研究内容
• 第二章 热电偶测温原理及其检定方法
• 2.1 热电偶测温原理
• 2.2 热电偶应用中的基本定律
• 2.3 热电偶的冷端温度补偿
• 2.4 热电偶的检定
• 2.4.1 热电偶的标准化
• 2.4.2 检定方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 工业热电偶自动检定系统设计方案
• 3.1 系统需要解决的关键技术问题
• 3.1.1 技术性能指标
• 3.1.2 关键技术问题
• 3.2 系统设计思想
• 3.2.1 冷端补偿方案
• 3.2.2 数据采集系统设计
• 3.2.3 炉温控制系统设计
• 3.2.4 上位机监控系统设计
• 3.3 系统组成结构及工作原理
• 3.4 本章小结
• 第四章 工业热电偶自动检定系统的硬件设计
• 4.1 数据采集系统硬件设计
• 4.1.1 多功能数字测量仪硬件选型
• 4.1.2 通道扫描器设计
• 4.2 温度控制系统硬件设计
• 4.2.1 单相晶闸管调压触发器
• 4.2.2 模入模出接口卡
• 4.3 上位机硬件配置
• 4.4 本章小结
• 第五章 工业热电偶自动检定系统温度控制策略
• 5.1 热电偶检定炉温度系统模型分析
• 5.1.1 热电偶检定炉的物理模型
• 5.1.2 检定炉控制系统的特点
• 5.2 控制算法选择
• 5.2.1 PID控制
• 5.2.2 模糊控制
• 5.3 模糊PID参数自整定控制器的实现
• 5.3.1 模糊PID参数自整定控制器的结构
• 5.3.2 PID参数模糊调整规则
• 5.3.3 模糊推理及解模糊化
• 5.4 模糊PID参数自整定控制器运行效果
• 5.5 本章小结
• 第六章 工业热电偶自动检定系统的软件设计
• 6.1 软件开发平台及工具
• 6.2 软件系统组成
• 6.3 自动检定过程
• 6.4 通信程序设计
• 6.4.1 HP34401A数据传送命令
• 6.4.2 MSComm通信控件
• 6.5 检定数据处理
• 6.6 模糊自适应PID控制算法的软件实现
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 系统运行结果
• 7.2 结论
• 7.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果