新型智能化液位温度测量系统研制

摘要

液位温度测量在人们日常生活和工业生产过程中是必不可少的,而智能化和自动化高度发展的今天对这种仪表提出了更高的要求.传统的液位温度测量仪表是一种模拟仪表,随着电子技术和计算机技术的发展,出现了高性能的智能化液位温度测量仪表,它以微处理器为核心,以数字化处理为特征,以网络应用为目标,代表了液位温度测量仪表的发展方向.本课题研究的智能化液位温度测量系统由测量部分、模拟板、数字处理板以及上位机四大部分构成.测量部分利用磁致伸缩原理,把特定的液位信息转换成两个脉冲的间距;模拟板主要完成驱动脉冲的产生和应力波的处理;数字板主要由单片机及其外围电路组成,它一方面接收上位机传来的命令信号,另一方面对模拟板传来的脉冲信息进行处理,经串行通信口发往上位机;上位机直接采用个人PC机,主要完成测量数据的显示、存储、报警、打印等一系列工作,同时对整个仪表系统进行管理.本文围绕该智能化液位温度测量系统的设计及实现进行了深入地研究,并结合现今流行的通信技术,对该仪表的组网应用进行了初步地探讨.主要内容包括:智能化磁致伸缩液位温度测量系统的总体结构及功能;该系统所用磁致伸缩材料的工作原理;用PSPICE对模拟板电路进行分析;该系统的数字板电路研制;该系统下位机软件的研制;该系统的硬件调试、软件调试过程以及实验结果的分析.本课题研究的智能化液位温度测量系统己进入试用阶段,与同类产品相比,它具有测量范围广、测量精度高、抗干扰能力强、人机交互界面友好等特点,在现今飞速发展的仪表工业中逐步显现出它的市场潜能与竞争优势.

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文摘

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1概论

1.1引言

1.2智能仪器的现状及发展

1.3课题来源及目标

1.4本系统性能指标及特点

1.5本文的主要研究工作

2系统总体结构及功能

2.1引言

2.2系统组成

2.3液位测量方式

2.4数字式磁尺的功能和特点

2.5数字式磁尺的工作原理

2.6微处理器的选择

3磁致伸缩原理

3.1引言

3.2磁致伸缩材料的特性及应用基础

3.3磁致伸缩材料的应用

3.4测量过程

3.5小结

4模拟板电路PSPICE分析

4.1引言

4.2 PSPICE软件简介

4.3模拟板电路分析

4.4小结

5系统硬件研制

5.1引言

5.2系统的硬件功能

5.3微处理器及外围电路研制

5.4时间测量部分电路研制

5.5温度测量部分电路研制

5.6存储器部分电路研制

5.7信号前置处理电路研制

6系统下位机软件研制

6.1引言

6.2上位机程序模块简介

6.3下位机主程序模块开发

6.4 TDC软件实现

6.5 DS18820软件实现

6.6 AT24C01软件实现

6.7信号处理软件实现

6.8通信软件实现

6.9中断服务程序模块开发

7系统调试及实验结果分析

7.1引言

7.2系统的硬件调试

7.3系统的软件调试

7.4现场联调

8全文总结

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表论文目录

附录2 50厘米磁尺调试现场和2米、3米磁尺