检测技术实习报告.docx

1、检测技术实习报告检测技术实习报告姓 名: 学 院: 专 业: 班 级: 学 号: 指导教师: 一、实验目的1、对工程实际中的测试系统有整体认识，可以自己设计简单的测控系提高实践能力，掌握温度控制系统工作原理2、从工程应用实际需要出发，能够认识传感器PT100及温度变送器的接线及安传感器知识、信号处理电路知识、信号采集及单片机程序设计知识、单片机与计算机串口通信知识、简单的上位机监控软件设计知识等知识；3、能够实际操作测控系统接线，并深刻明白测控电路的工作原理。二、实验内容了解热电阻温度传感器的工作原理，熟悉PT100的电阻温度特性，能通过测量电阻的大小反求出所检测的温度；了解传感器信号的变换知

2、识，了解工控常用信号规范，会使用工业中常用的温度变送器，能根据温度变送器的铭牌进行温度与电流信号大小的换算；了解模拟信号的计算机采集过程，会设计单片机的/变换电路，绘制采集电路原理图；熟悉单片机程序对采集电路的控制，熟悉单片机控制输出程序设计（简单开关控制或控制输出），会设计PID控制算法，设计单片机程序；了解单片机的串口通信规范，设计单片机与上位计算机的通信子程序，设计简单的人机交互软件界面。根据设计结果，搭建实际的电气系统，并绘制相应的电气连线图。三、实验方案设计1、方案图2、方案分析：该测控系统由温度采集电路、控制电路、加热电路三部分组成。通过热电阻采集水的温度，然后通过温度变送器将采集

3、到的温度信号转换成模拟电流信号，通过电阻进行I/V转换，得到模拟电压信号，再通过A/D转换器将模拟电压信号转换为数字信号，然后输入单片机中，根据单片机中的程序控制，使输出的电信号发生改变，以控制光电耦合器的闭合，光电耦合器的接通与关闭会使固态继电器发生相应的通闭，而固态继电器直接控制加热电路的通闭，从而控制水的加热，继而影响水的温度。四、元件工作原理1、热电阻PT100该电阻为一种接触电阻式敏感元件，属于铂热电阻，随着水的温度变化，其电阻值也会发生相应的变化。 其电阻和温度变化的关系式为： Rt = R0 1 + A T + B T2 + C( t - 100) T3 式中: R0 为0 下的

4、电阻值,R0 = 100 ; T 为摄氏温度。A=3.9X10-3 B=-5.8X10-7 T=0时 C=0；T0时 C=-4.183X10-12电阻与温度呈非线性关系,但当测量精度要求较低时,电阻值与温度的函数关系可以简化为：Rt = R0 (1 + A T)即表示它在0时阻值为100欧姆，在100时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。 医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。 常见的pt1oo感温元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件，它们是由铂丝分别绕在陶瓷

5、骨架，玻璃骨架，云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成。2、温度变送器其基本工作原理是将热电阻以三线制方式连接在电桥中，其电阻值的改变会改变测量电压，在通过转换将其变为电流信号再输出。（实验中的温度变送器的输出电流范围为420mA）R1=R2=R3，因此可以求出： Rt=（2U-E）R/(2U+E)3、A/D转换器A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。 通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大

6、小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。 模数转换器最重要的参数是转换的精度，通常用输出的数字信号的位数的多少表示。转换器能够准确输出的数字信号的位数越多，表示转换器能够分辨输入信号的能力越强，转换器的性能也就越好。 A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中，有些过程是合并进行的，如采样和保持，量化和编码在转换过程中是同时实现的。实验中采用的是TLC2543转换器，它属于11通道的12位串行A/D转换器，采用的是逐次逼近技术。其内部没有电源，采用的是外部参考电压。由公式（REF+-REF-）/212得到其参考电压取2.048V，计算出量子化因式为2.048

7、/212 =0.5mv。即若输出电压2.5V，则量子化数为5，换成二进制数为101，据此同理类推。4、光电耦合器当输入到发光二极管为低电平时，发光二极管不导通，右侧光敏二极管也因此不通；当输入高电平时，发光二极管导通发亮，光敏二极管因此开通，从而向固态继电器输入电压。该装置实现了光电之间的转换。5、固态继电器SSR固体继电器( SSR) 是一种全部由电子元器件组成的新型无触点开关器件,具有高可靠性、长寿命、低噪音、开关速度快、抗干扰能力强、耐振动、耐冲击、防湿、防潮、防腐蚀、能与TTL 、CMOS 等逻辑电路兼容的优点,逐渐被越来越多的应用领域所接受。在电力无功补偿的控制领域中,对于免维护设备

8、的操作要求,传统的交流接触器控制容性负载受到了巨大的挑战。虽然通用交流SSR 以其独特的过零导通的特点被广大用户所青睐,但是对于高电压高冲击电流的容性负载,通用交流SSR 难以满足控制要求,制约着SSR 在这一领域的推广应用。 本文介绍一种新型高电压高冲击电流交流SSR ,与通用SSR 比较,该产品具有1 200V的断态峰值过电压、高浪涌电流和高d i/ d t值的特点。它与交流接触器组成的组合开关可谓珠联璧合,交流接触器弥补了固体继电器需散热的不足,而固体继电器的过零导通、长寿命的特点弥补了交流接触器投切高电压大电流、触点腐蚀、寿命短的缺点,解决了控制容性负载的开关问题。6、单片机 单片机，

9、是一种微型计算机，能够通过多种形式的借口使其内部程序对外部工作电路进行有效的控制。四、电气连接图五、系统连线图六、程序设计1 #include 2 #include 3 #include 4 5 #define _HI 1 6 #define _LOW 0 7 #define _on 1 8 #define _off 0 9 10 #define int_EX0 0 / 外部中断0 11 #define int_T0 1 / 定时器0中断 12 #define int_EX1 2 / 外部中断1 13 #define int_T1 3 / 定时器1中断 14 #define int_ES 4

10、/ 串行口可中断 15 #define int_ET2 5 / 8052定时器2中断 16 17 #define uchar unsigned char 18 #define uint unsigned int 19 20 21 sbit TXC=P35; /MAX485 22 23 sbit EOC2543=P32; /ADC2543 24 sbit CLK2543=P10; /ADC2543 25 sbit DIN2543=P11; /ADC2543 26 sbit DOUT2543=P12; /ADC2543 27 sbit CS2543=P13; /ADC2543 28 29 sbit

11、 WDOG=P34; /MAX813 30 31 sbit ADD1=P20; 32 sbit ADD2=P21; /ADDRESS 33 34 sbit IN1=P00; 35 sbit IN2=P01; 36 sbit IN3=P02; 37 sbit IN4=P03; 38 39 sbit OUT1=P04; 40 sbit OUT2=P05; 41 sbit OUT3=P06; 42 sbit OUT4=P07; 43 44 unsigned int overflow_count=0; 45 unsigned int now_Vco0=0; 46 unsigned int now_Vc

12、o1=0; 47 unsigned int now_Vco2=0; 48 unsigned int SetP=0; 49 uchar T0_INTERVAL; 50 uchar bstart=0; 51 unsigned int T0_Init; 52 53 54 uchar idata rxd2326; 55 uchar idata Address; 56 uchar SendBusy; 57 58 void delay(uchar xms) /delay 1-255ms(22.1184M) 59 60 1 uchar i, j; 61 1 for(j=0;jxms;j+) 62 1 63

13、2 for(i=0;i220;i+) 64 2 65 3 _nop_(); 66 3 _nop_(); 67 3 _nop_(); 68 3 _nop_(); 69 3 _nop_(); 70 3 _nop_(); 71 3 72 3 73 2 74 1 75 76 uint pick_ch0(void) /adc CH0 77 78 1 uchar i; / 12bits/msb/bin 79 1 uint vol=0; 80 1 CLK2543=_HI; 81 1 DIN2543=_LOW; 82 1 CS2543=_LOW; 83 1 _nop_(); 84 1 _nop_(); 85

14、1 _nop_(); 86 1 _nop_(); 87 1 _nop_(); 88 1 CLK2543=_HI; /时钟上升沿写入CH数据0000 89 1 _nop_(); 90 1 CLK2543=_LOW; 91 1 _nop_(); 92 1 CLK2543=_HI; 93 1 _nop_(); 94 1 CLK2543=_LOW; 95 1 _nop_(); 96 1 CLK2543=_HI; 97 1 _nop_(); 98 1 CLK2543=_LOW; 99 1 _nop_(); 100 1 CLK2543=_HI; 101 1 _nop_(); 102 1 CLK2543=_

15、LOW; 103 1 for (i=0; i0;i-) /delay 10us 111 1 while (EOC2543=0); /在EOC=0时等待! 112 1 CS2543=_LOW; 113 1 _nop_(); 114 1 _nop_(); 115 1 _nop_(); 116 1 _nop_(); 117 1 _nop_(); 118 1 CLK2543=_LOW; 119 1 for (i=0; i11; i+) 120 1 if (DOUT2543=_HI) vol|=0x01; 121 2 else vol|=0x00; 122 2 vol=_irol_(vol,1); 12

16、3 2 CLK2543=_HI; /时钟下升沿读出数据, 124 2 _nop_(); 125 2 CLK2543=_LOW; 126 1 CS2543=_HI; 127 1 _nop_(); 128 1 _nop_(); 129 1 _nop_(); 130 1 _nop_(); 131 1 return vol; 132 1 133 134 uint pick_ch1(void) /adc CH1 135 uchar i; / 12bits/msb/bin 136 1 uint vol=0; 137 1 CLK2543=_HI; 138 1 DIN2543=_LOW; 139 1 CS25

17、43=_LOW; 140 1 _nop_(); 141 1 _nop_(); 142 1 _nop_(); 143 1 _nop_(); 144 1 _nop_(); 145 1 CLK2543=_HI; /时钟上升沿写入CH数据0001 146 1 _nop_(); 147 1 CLK2543=_LOW; 148 1 _nop_(); 149 1 CLK2543=_HI; 150 1 _nop_(); 151 1 CLK2543=_LOW; 152 1 _nop_(); 153 1 CLK2543=_HI; 154 1 _nop_(); 155 1 CLK2543=_LOW; 156 1 _

18、nop_(); 157 1 DIN2543=_HI; 158 1 CLK2543=_HI; 159 1 _nop_(); 160 1 CLK2543=_LOW; 161 1 DIN2543=_LOW; 162 1 for (i=0; i0;i-) /delay 10us 168 1 while (EOC2543=0); /在EOC=0时等待! 169 1 CS2543=_LOW; 170 1 _nop_(); 171 1 _nop_(); 172 1 _nop_(); 173 1 _nop_(); 174 1 _nop_(); 175 1 CLK2543=_LOW; 176 1 for (i=

19、0; i11; i+) 177 1 if (DOUT2543=_HI) vol|=0x01; 178 2 else vol|=0x00; 179 2 vol=_irol_(vol,1); 180 2 CLK2543=_HI; /时钟下升沿读出数据, 181 2 _nop_(); 182 2 CLK2543=_LOW; 183 1 CS2543=_HI; 184 1 _nop_(); 185 1 _nop_(); 186 1 _nop_(); 187 1 _nop_(); 188 1 return vol; 189 1 190 191 uint pick_ch2(void) /adc CH2 1

20、92 uchar i; / 12bits/msb/bin 193 1 uint vol=0; 194 1 CLK2543=_HI; 195 1 DIN2543=_LOW; 196 1 CS2543=_LOW; 197 1 _nop_(); 198 1 _nop_(); 199 1 _nop_(); 200 1 _nop_(); 201 1 _nop_(); 202 1 CLK2543=_HI; /时钟上升沿写入CH数据0010, 203 1 _nop_(); 204 1 CLK2543=_LOW; 205 1 _nop_(); 206 1 CLK2543=_HI; 207 1 _nop_();

21、 208 1 CLK2543=_LOW; 209 1 _nop_(); 210 1 DIN2543=_HI; 211 1 CLK2543=_HI; 212 1 _nop_(); 213 1 CLK2543=_LOW; 214 1 DIN2543=_LOW; 215 1 _nop_(); 216 1 CLK2543=_HI; 217 1 _nop_(); 218 1 CLK2543=_LOW; 219 1 for (i=0; i0;i-) /delay 10us 225 1 while (EOC2543=0); /在EOC=0时等待! 226 1 CS2543=_LOW; 227 1 _nop_

22、(); 228 1 _nop_(); 229 1 _nop_(); 230 1 _nop_(); 231 1 _nop_(); 232 1 CLK2543=_LOW; 233 1 for (i=0; i11; i+) 234 1 if (DOUT2543=_HI) vol|=0x01; 235 2 else vol|=0x00; 236 2 vol=_irol_(vol,1); 237 2 CLK2543=_HI; /时钟下升沿读出数据, 238 2 _nop_(); 239 2 CLK2543=_LOW; 240 1 CS2543=_HI; 241 1 _nop_(); 242 1 _nop

23、_(); 243 1 _nop_(); 244 1 _nop_(); 245 1 return vol; 246 1 247 248 void pick_ch0_16s(void) /采16次取平均值(四舍五入) 249 250 1 uint sum_Vco=0; 251 1 uchar i; 252 1 for (i=0;i10) 258 1 now_Vco0=sum_Vco/16+1; 259 1 else 260 1 now_Vco0=sum_Vco/16; 261 1 262 263 void pick_ch1_16s(void) /采16次取平均值(四舍五入) 264 265 1 u

24、int sum_Vco=0; 266 1 uchar i; 267 1 for (i=0;i10) 273 1 now_Vco1=sum_Vco/16+1; 274 1 else 275 1 now_Vco1=sum_Vco/16; 276 1 277 278 void pick_ch2_16s(void) /采16次取平均值(四舍五入) 279 280 1 uint sum_Vco=0; 281 1 uchar i; 282 1 for (i=0;i10) 288 1 now_Vco2=sum_Vco/16+1; 289 1 else 290 1 now_Vco2=sum_Vco/16; 2

25、91 1 292 293 294 void main(void) 295 296 297 E=0x00 ; /初始化时禁止所有中断 298 TMOD=0x11; / 定时器1工作在工作方式2,定时器0工作在方式1，16位定时计数器 299 SCON=0x50; / 串行口工作在方式1，10位数据收发，1位起始位，8位数据位，1位停止位 300 TCON=0x00; / 301 302 P1=0xFF; /先写1到各个I/O端口 303 P2=0xFF; 304 P3=0xFF; 305 P0=0xFF; 306 1 307 1 T0_INTERVAL=10; 308 1 T0_Init=655

26、36-921.6*T0_INTERVAL; 309 1 310 1 if(ADD2=_LOW)&(ADD1=_LOW) 311 1 Address=0x03; 312 1 else if(ADD2=_LOW)&(ADD1=_HI) 313 1 Address=0x02; 314 1 else if(ADD2=_HI)&(ADD1=_LOW) 315 1 Address=0x01; 316 1 else 317 1 Address=0x00; 318 1 319 1 SendBusy=_LOW; 320 1 TXC=_LOW; / 321 1 RCAP2H=0xFF; 322 1 RCAP2L=

27、220; / 11.0592M/9600 Baud 323 1 RCLK=_on; /Timer2作为波特率发生器 324 1 TCLK=_on; 325 1 TR2=_on; 326 1 ES=_on ; 327 1 328 1 OUT1=0; 329 1 OUT2=0; 330 1 OUT3=0; 331 1 OUT4=0; 332 1 333 1 delay(100); 334 1 TH0=T0_Init/256 ; /25ms,fosc=11059200Hz,fosc/12=921600Hz, 335 1 例如t=25,X=23040,则应从42496开始计数,t=50,X=46080,则应从19456开始计数 336 1 t=10,X=9216,则应从56320开始计数，t=5,X=4608,则应从60928开始计数 337 1 TL0