酒罐液位测控系统设计

论文摘要

随着微电子技术的不断发展,人们对液位的测量精度和自动化程度要求越来越高,特别是高温、高压、强酸、强碱等环境下的液位检测提出了更高的要求,不但要保证足够的精度,更注重测量的安全可靠。本课题——酒罐液位测控系统设计就是基于此而提出来的。论文首先阐述了当前酒罐液位几种检测方法,针对其测量精度不高、可靠性低、可维护性和实时性差等缺点,提出了可行性方案。然后就整个酒罐液位测控系统划分为四个模块,分章节对各个模块进行了阐述。称重传感器的设计是本文研究的重点。在一个现代自动检测系统中,如果没有传感器,就无法监测与控制生产过程中各个环节的各种参量,也就无法实现自动控制,因此传感器的设计尤为重要。文中详细论述了称重传感器设计过程。酒罐液位仪硬件电路设计包括OP07差动放大电路、ICL7135四位半AD转换电路、ISP下载电路以及单片机外围扩展电路,每个电路都采用模块化设计,可靠性高,便于维护。稳压电源设计部分,由于传感器电桥、放大电路、A/D转换电路中的各种芯片都需要稳定的电源供电,而且它们选用的电压不同,还要尽量避免干扰,部分芯片需要正负两组电源供电。针对上述要求,设计了实用的稳压电源。应用软件部分采用模块化设计,共分为八个模块进行设计。如A/D转换程序、I/O转换程序、人机接口程序、报警液位设置程序、酒罐重量设置程序、清零复位程序、串口通讯程序和主程序。该系统电路的设计具有通用性,能适用于其他液位或者非液位检测系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景和研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 总体方案拟定
• 2.1 系统功能要求
• 2.2 系统组成及其工作原理
• 第3章 传感器的设计
• 3.1 传感器的选择原则
• 3.2 电阻应变式传感器的优势
• 3.3 设计理论依据
• 3.3.1 电阻应变式传感器的基本原理
• 3.3.2 局部刚度差及差动电桥原理
• 3.4 电阻应变式传感器的结构及其力学分析
• 3.4.1 结构与原理
• 3.4.2 力学模型分析
• 3.5 传感器的设计
• 3.5.1 弹性材料选择
• 3.5.2 尺寸确定及校核
• 3.5.3 抗侧向载荷能力分析
• 3.5.4 传感器的过载保护、补偿以及安装固定
• 第4章 酒罐液位仪硬件电路设计
• 4.1 硬件电路的设计原则
• 4.2 放大电路的设计
• 4.3 模/数转换电路
• 4.4 单片机与外围电路设计
• 4.4.1 微处理器的选择
• 4.4.2 单片机与A/D转换器接口设计
• 4.4.3 键盘及其接口
• 4.4.4 I/O扩展接口
• 4.4.5 显示接口技术
• 4.4.6 ISP在线编程技术
• 4.4.7 串行通信
• 第5章 电源电路的设计
• 5.1 概述
• 5.2 电路元器件的选择
• 第6章 应用软件设计
• 6.1 软件结构规划
• 6.2 驱动程序设计
• 6.2.1 A/D转换驱动程序
• 6.2.2 I/O扩展驱动
• 6.2.3 数码显示驱动
• 6.2.4 键盘驱动
• 6.3 功能程序设计
• 6.3.1 液位设置程序
• 6.3.2 声光报警程序
• 6.4 主程序模块设计
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士学位期间发表的论文