㈠ 基于单片机的自动温控系统的设计.毕业论文开题报告
热电致冷器件特别适合于小热量和受空间限制的温控领域。改变加在器件上的直流电的极性即可变致冷为加热,而吸热或放热率则正比于所加直流电流的大小。Pe1tier 温控器的设定温度可以在一个较宽的范围内任意选择,可选择低于或高于环境温度。
在本系统中我们选用了天津蓝天高科电源有限公司生产的半导体致冷器件 TES1-12739,其最大温差电压 14.7V,最大温差电流3.9A最大致冷功率33.7W。
1.5 其它部分
系统采用Samsung(三星)公司生产的真空荧光数码显示屏 VFD用来实时显示当前温度,以观察控制效果。键盘和串行通信接口用来设定控制温度和调整PID参数。系统电路原理图如图3所示。
2 系统软件设计
系统开始工作时,首先由单片机控制软件发出温度读取指令,通过数字温度传感器 DS18B20 采样被控对象的当前温度值T1并送显示屏实时显示。然后,将该温度测量值与设定值T比较,其差值送 PID控制器。PID 控制器处理后输出一定数值的控制量,经DA 转换为模拟电压量,该电压信号再经大电流驱动电路,提高电流驱动能力后加载到半导体致冷器件上,对温控对象进行加热或制冷。加热或制冷取决于致冷器上所加电压的正负,若温控对象当前温度测量值与设定值差值为正,则输出负电压信号,致冷器上加载负电压温控对象温度降低;反之,致冷器上加载正向电压,温控对象温度升高。上述过程:温度采样-计算温差-PID调节-信号放大输出周而复始,最后将温控对象的温度控制在设定值附近上下波动,随着循环次数的增加,波动幅度会逐渐减小到某一很小的量,直至达到控制要求。为了加快控制,在进入PID控制前加入了一段温差判断程序。当温度差值大于设定阈值Δt时,系统进行全功率加热或制冷,直到温差小于Δt才进入PID控制环节。图4为系统工作主程序的软件流程图.
3 结论
本文设计的基于单片机数字PID控制的精密温度控制系统,在实际应用中取得了良好的控制效果,温度控制精度达到±0.1℃。经48小时连续运行考验,系统工作稳定,有效地降低了辐亮度标准探测器的温度系数,使辐亮度标准探测器在温度变化较大的环境中也能保持其高精度,为实现基于探测器的高精度辐射定标的广泛应用奠定了基础。
本文作者创新点:在原来基于PC的PID温控系统的基础上,设计了由单片机、数字式温传感器DS18B20和半导体致冷器组成的精密温度控制系统。该温控系统的应用为高精度光辐射测量仪器-辐亮度标准探测器的小型化、智能化提供了有利条件。
㈡ 谁有大一的大学化学实验报告
正好有一份大学的实验报告供你参考一下
综合化学实验报告
题 目: 恒温槽的装配和性能测试
学 院:
专业:
班级:
姓 名:
学 号:
指导老师:
一、研究背景(前言)
温度是一个极其特别的物理量。在热力学中时常出现,在日常生活中也无处不在。在物理化学实验中所测得的数据,如黏度、密度、蒸气压、表面张力、折射率、电导、化学反应速率常数等都与温度有关。所以,许多物理化学实验必须在恒温条件下进行。通常用恒温槽来控制温度维持温度。恒温槽所以能维持恒温
主要依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。
恒温槽的原理:本实验讨论的恒温水浴就是一种常用的控温装置,它通过继电器、温度调节器(水银接点温度计)和加热器配合工作而达到恒温的目的。其简单恒温原理线路如图2-1-1所示。当水槽温度低于设定值时,线路I是通路,因此加热器工作,使水槽温度上升;当水槽温度升高到设定值时,温度调节器接通,此时线路II为通路,因电磁作用将弹簧片D吸下,线路I断开,加热器停止加热;当水槽温度低于设定值时,温度调节器断开,线路II断路,此时电磁铁失去磁性,弹簧片回到原来的位置,使线路I又成为通路。如此反复进行,从而使恒温槽维持在所需恒定的温度。
各种恒温槽广泛使用于精细化工、生物工程、医药食品、冶金、石油、农业等领域。为用户提供高精度的恒温场源,是研究院、高等院校、工矿企业实验室、质检部门理想的恒温设备。因此,对恒温槽的装配和性能测试非常重要。
二、实验目的
1.了解恒温槽的结构及恒温原理,初步掌握其装配和调试的基本技术。
2.绘制恒温槽灵敏度曲线(温度-时间曲线),学会分析恒温槽的性能。
3.掌握贝克曼温度计和接触温度计的调节及使用方法。
4.了解温度的PID控制技术。
三、实验原理
恒温槽一般由浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件、恒温控制器等部分组成。
恒温槽装置示意图:
1.浴槽
2.加热器
3.搅拌器
4.温度计
5.电接点温度计
6.继电器
7.贝克曼温度计
1.浴槽:通常有金属槽和玻璃槽两种。其容量和形状视需要而定。
2.加热器:通常的是电热器。根据恒温槽的容量、恒温温度以及与环境的温差大小来选择电热器的功率。
3.搅拌器:一般用电动搅拌器,搅拌速度可调,使槽内各处温度尽可能保持相同。
4.温度计:常用1/10℃温度计作为观察温度用。为了测定恒温槽的灵敏度,可用1/100℃温度计或贝克曼温度计。所用温度计在使用前需进行标化。
5.感温元件:它是恒温槽的感觉中枢,是提高恒温槽精度的关键所在。感温元件的种类很多,如接触温度计、热敏电阻感温元件等。
6.电子继电器:用来控制恒温槽加热器“通”“断”电的装置。
恒温槽灵敏度的测定是在指定温度下,观察温度的波动情况,控温效果可以用灵敏度△t表示(t1为恒温过程水浴的最高温度,t2为恒温过程水浴的最低温度):
常以温度—时间曲线表示:
四、实验部分
1.主要药品和仪器设备
主要药品:松香、锡、蒸馏水等。
仪器设备:玻璃缸、接触温度计、贝克曼温度计、温度计( 1/10℃ )、停表、
搅拌器、电子继电器、加热器。
2.实验步骤
(1)恒温槽的装配
在玻璃缸中加入蒸馏水至容积2/3处,按图将各部件装好,接好线路。
(2)调节贝克曼温度计
将贝克曼温度计调节好,使其水银面在25℃时位于2.5℃左右刻度。
(3)恒温槽的调试
打开控温装置,调节温度至25℃,打开搅拌器,置于合适的速度,打开加
热器,置于合适的功率,等待恒温。
(4)30℃时恒温槽灵敏度的测定
待恒温槽在30℃下恒温后,每0.5min从贝克曼温度计上读一次温度,测定
30min。
(5)35℃时恒温槽灵敏度的测定
改变恒温槽温度,使其在30℃恒温,用同样的方法测定恒温槽30℃时的灵
敏度。实验结束,先关控温装置、搅拌器,再拔下电源插头。
五、数据记录及处理
时间/min 30℃时温度差 30℃时温度 35℃时温度差 35℃时温度
0.5 0.125 30.125 0.276 35.276
1.0 0.109 30.109 0.101 35.101
1.5 0.095 30.095 0.296 35.296
2.0 0.082 30.082 0.271 35.271
2.5 0.069 30.069 0.266 35.266
3.0 0.055 30.055 0.266 35.266
3.5 0.044 30.044 0.269 35.269
4.0 0.030 30.03 0.255 35.255
4.5 0.016 30.016 0.289 35.289
5.0 0.004 30.004 0.270 35.27
5.5 -0.012 29.988 0.246 35.246
6.0 -0.024 29.976 0.256 35.256
6.5 -0.038 29.962 0.245 35.245
7.0 -0.052 29.948 0.276 35.276
7.5 -0.066 29.934 0.270 35.27
8.0 -0.080 29.92 0.247 35.247
8.5 -0.094 29.906 0.245 35.245
9.0 -0.107 29.893 0.250 35.25
9.5 -0.121 29.879 0.243 35.243
10.0 -0.132 29.868 0.277 35.277
10.5 -0.145 29.855 0.260 35.26
11.0 -0.156 29.844 0.232 35.232
11.5 -0.168 29.832 0.101 35.101
12.0 -0.178 29.822 0.246 35.246
12.5 -0.189 29.811 0.241 35.241
13.0 -0.200 29.8 0.251 35.251
13.5 -0.211 29.789 0.247 35.247
14.0 -0.222 29.778 0.245 35.245
14.5 -0.231 29.769 0.255 35.255
15.0 -0.243 29.757 0.237 35.237
15.5 -0.252 29.748 0.241 35.241
16.0 -0.262 29.738 0.243 35.243
16.5 -0.271 29.729 0.252 35.252
17.0 -0.281 29.719 0.303 35.303
17.5 -0.261 29.739 0.251 35.251
18.0 -0.247 29.753 0.251 35.251
18.5 -0.256 29.744 0.241 35.241
19.0 -0.266 29.734 0.253 35.253
19.5 -0.276 29.724 0.240 35.24
20.0 -0.286 29.714 0.259 35.259
20.5 -0.233 29.767 0.241 35.241
21.0 -0.231 29.769 0.237 35.237
21.5 -0.242 29.758 0.262 35.262
22.0 -0.251 29.749 0.245 35.245
22.5 -0.260 29.74 0.303 35.303
23.0 -0.269 29.731 0.242 35.242
23.5 -0.279 29.721 0.243 35.243
24.0 -0.285 29.715 0.255 35.255
24.5 -0.248 29.752 0.245 35.245
25.0 -0.255 29.745 0.276 35.276
25.5 -0.265 29.735 0.255 35.255
26.0 -0.274 29.726 0.260 35.26
26.5 -0.283 29.717 0.245 35.245
27.0 -0.248 29.752 0.251 35.251
27.5 -0.252 29.748 0.256 35.256
28.0 -0.262 29.738 0.243 35.243
28.5 -0.271 29.729 0.271 35.271
29.0 -0.280 29.72 0.249 35.249
29.5 -0.260 29.74 0.263 35.263
30.0 -0.248 29.752 0.242 35.242
1.以时间为横坐标,温度为纵坐标,绘制30℃的温度-时间曲线
恒温槽的灵敏度:△t=(t1-t2)/2=(29.769 -29.714)/2=0.0275
对恒温槽性能进行评价:大部分时刻的温度都处于30℃以下,根据4个较典型的灵敏度曲线图,可得属于加热器功率太小或散热太快。
2.以时间为横坐标,温度为纵坐标,绘制35℃的温度-时间曲线
恒温槽的灵敏度:△t=(t1-t2)/2=(35.296-35.101)/2=0.0975
对恒温槽性能进行评价:大部分时刻的温度都处于35℃以上,根据4个较典型的灵敏度曲线图,可得属于加热器功率太大或散热较慢。
六、注意事项
1.感温元件灵敏度要高。
2.搅拌器搅拌速度要足够大,才能保证恒温槽内温度均匀。
3. 加热器导热良好且功率适当。
4.搅拌器、感温元件和加热器相互接近,使被加热的液体能立即搅拌均匀并流
经感温元件及时进行温度控制。
5.贝克曼温度计属于较贵重的玻璃仪器,水银球的玻璃壁较薄,水银球的尺寸
较大,容易损坏,所以使用时应十分小心,不要随便放置,不用时应放入温
度计自带的木盒中。
6.用左手拍右手腕时,注意温度计一定要垂直,否则毛细管容易折断,还应避
免重击,不要靠近试验台。
七、思考题
1.恒温槽的恒温原理是什么?
恒温槽维持恒温,是靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡的,当其因对外散热而使水温降低时,温度指示控制仪就使加热器工作,到加热到所需温度时,通过温度传感器控制加热器停止工作,使槽温保持恒定[1]。恒温槽也有通过电子继电器对加热器自动调节来实现恒温的目的。当恒温槽因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时,继电器迫使加热器工作,到体系再次达到设定的温度时,又自动停止加热。这样周而复始,使体系的温度在一定范围内保持恒定。
2.恒温槽内各处的温度是否相等?为什么?
恒温槽内各处温度不相等。由于搅拌器搅拌不会很均匀,靠近加热器的温度会高一些,而远离加热处会散热快些,温度降低,加热处会补充。热必须有高温传向低温,因此不可能相同。
3.如何提高恒温槽的灵敏度?试加以分析讨论
(1)使用灵敏度更高,延迟时间更短的元件
可以采用加热更加均匀的加热装置,比如电加热套装置。或采用保温隔热性能更好的容器。或把接点温度计更换成更高灵敏度,反应速度更快的元件,使得过程中温度变化更小,提高加热器的反应速度,从而提高灵敏度。
(2)优化系统中液体介质。
可以选用粘滞系数更小,热导率更高的液体,从而减少温度波动,提高灵敏度。
(3)使用更合理的布局
由实验中的结果总结可知合理布局的特点主要是:加热器与接点温度计距离尽量近;使各元件处在搅拌器搅拌方向的下游,但不能和搅拌器距离过近,否则会而使得温度不稳定。
(4)加大搅拌器的搅拌速度
这样可以使槽内介质的传热速度更快,各部分的温度更均匀从而提高系统反应速度。
(5)适当降低加热速度
降低加热电压至合适的数值,可以减弱加热延迟现象,提高灵敏度。
八、参考文献
[1] 尹 波,黄桂萍,曹利民,屈红恩. 恒温槽调节与温度控制实验条件的探讨[J]. 江西化工,2008,02:120-121.
[2] 陈 军. 恒温槽装配和性能测试实验仪器的改进[J]. 琼州大学学报,2004,11(05):40-41.
评分 指导师
㈢ MCS-51单片机的温度测控设计(开题报告)
1 绪论
1.1 课题概述和意义
单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的,由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点,所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域,使产品小型化、智能化,既提高了产品的功能和质量,又降低了成本,简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用。
在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如:在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用MCS-51单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。因此,单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关,因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制,所采用的加热方式,燃料,控制方案也有所不同。无论你生活在哪里,从事什么工作,无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来,工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业,可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。
1.2 本文主要研究的工作
本文所要研究的课题是基于单片机控制的温度闭环控制系统的设计,介绍了对水箱温度的显示、控制及报警,实现了温度的实时显示及控制。水箱水温控制部分,提出了用DS18S20、89C51单片机及LED的硬件电路完成对水温的实时检测及显示,利用DS18S20与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝的实时控制及超出设定的上下限温度的报警系统......
本文介绍了对锅炉水位及室内温度的显示、控制及报警,实现了锅炉温度的实时显示及控制。锅炉水温控制部分,提出了用DS18S20、89C51单片机及LED的硬件电路完成对锅炉水温的实时检测及显示,利用DS18S20与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝的实时控制及超出设定的上下温度的报警系统。
炉内温度控制部分,采用一套PID闭环负反馈控制系统,由DS18S20检测炉内温度,用中值滤波的方法取一个值存入程序存取器内部一个单元作为最后检测信号,并在LED中显示。控制器是用89C51单片机,用PID算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出控制信号给执行机构,去调节电阻炉的加热功率,从而控制炉内温度。
它具有微型化、低功耗、高性能、抗干拢能力强、易配微处理器等优点,特别适合于构成多点温度测控系统,可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理,而且每片DS18S20都有唯一的产品号并可存入其ROM中,以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个DS18S20芯片。从DS18S20读出或写入DS18S20信息仅需要一根口线,其读写及温度变换功率来源于数据总线,该总线本身也可以向所挂接的DS18S20供电,而无需额处电源。DS18S20能提供九位温度读数,它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。
㈣ 恒温控制系统设计
您好,看到您的问题将要被新提的问题从问题列表中挤出,问题无人专回答过期后会被扣分并且属悬赏分也将被没收!所以我给你提几条建议: 一,您可以选择在正确的分类下去提问或者到与您问题相关专业网站论坛里去看看,这样知道你问题答案的人才会多一些,回答的人也会多些。 二,您可以多认识一些知识丰富的网友,和曾经为你解答过问题的网友经常保持联系,遇到问题时可以直接向这些好友询问,他们会更加真诚热心为你寻找答案的。 三,该自己做的事还是必须由自己来做的,有的事还是须由自己的聪明才智来解决的,别人不可能代劳!只有自己做了才是真正属于自己的,别人只能给你提供指导和建议,最终靠自己。 您可以不采纳我的答案,但请你一定采纳我的建议哦! 虽然我的答案很可能不能解决你的问题,但一定可以使你更好地使用问问哦~~~!