一種露點儀/微水儀校驗系統(tǒng)的設計
發(fā)布時間：2021-09-22 21:37
設計了一種露點儀/微水儀校驗系統(tǒng)。該校驗系統(tǒng)通過飽和氣室產(chǎn)生飽和濕氣,然后與干氣進行混合配制出不同濕度的氣體,干氣和飽和濕氣流量由質量流量控制器和STM32精確控制。該系統(tǒng)產(chǎn)生的特定濕度的氣體由精密濕度測量儀進行對比測量,通過補償算法進行修正。實驗證明該校驗系統(tǒng)可產(chǎn)生露點溫度范圍-7010℃的濕氣,精度高,響應速度快,可以滿足對現(xiàn)場露點儀/微水儀的校驗。
【文章來源】：儀表技術與傳感器. 2016,(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
濕度儀/露點儀現(xiàn)場校驗系統(tǒng)的總體設計
凼且患侗ズ妥爸茫?ズ推?沂嵌?侗ズ妥?置，氣室溫度低于室內溫度且要保持恒定，目的是為了進一步使氣體達到絕對飽和。氣室外壁有帕爾貼貼片，貼片制冷可使氣室溫度恒定。調節(jié)電磁比例調節(jié)閥開度即可保持飽和氣室的壓力恒定。1．2硬件實現(xiàn)如圖1所示，系統(tǒng)硬件核心控制器采用的是STM32F103VET6處理器，該處理器采用CortexTM－M3內核，基于AＲM的32位MCU，內置7個16位定時器，有9個通信接口，集成度高，省去了很多外圍電路的設計，節(jié)約了開發(fā)成本，并且該芯片具有低功耗、性價比高的優(yōu)點。溫度采集轉換電路如圖2所示，采用四線制的Pt100測溫電路，I1+，I1－是四線制Pt100測溫時所需的激勵電流，S1_P，S1_N是測量所得的Pt100的兩端電壓值，經(jīng)過濾波貼片輸入模塊轉換器AD7718進行模數(shù)轉換，四線制Pt100測溫電路可有效消除引線電阻對測量的影響，測量精度高，且硬件實現(xiàn)簡單。圖2溫度采集轉換電路AD7718同時還采集氣室壓力信號進行轉換。處理器通過PC4口監(jiān)測AD7718端口AD_ＲDY是否轉換完成，完成后數(shù)據(jù)SPI_MISO通過處理器PA6口進行傳送。
第9期李佳穎等:一種露點儀/微水儀校驗系統(tǒng)的設計31恒溫控制電路如圖3所示，處理器采集氣室溫度信號經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡pid控制算法后得出控制量，利用控制量去改變由處理器輸出的PWM波的占空比，將PWM波送至光電耦合器TLP127來控制飽和氣室帕爾貼貼片的制冷不制冷。圖中TVS瞬態(tài)抑制二極管用來保護電路負載中的元器件。圖3恒溫控制電路電磁比例調節(jié)閥的控制電路如圖4所示，處理器通過I2C上的SCL、SDA總線對數(shù)模轉換芯片DAC7571進行數(shù)據(jù)傳送，經(jīng)DAC7571轉換后的數(shù)據(jù)經(jīng)放大器信號放大，然后由NPN三極管對電磁比例調節(jié)閥進行驅動。圖4電磁比例調節(jié)閥控制電路此外，處理器通過ＲS485總線控制MFC質量流量控制器，硬件通過數(shù)據(jù)收發(fā)器ADM2578及其周圍器件電路實現(xiàn);處理器與上位機進行通訊是通過MAX232電平轉換電路實現(xiàn)的;顯示部分使用彩色液晶觸摸屏，與處理器通過并口連接;實時顯示當前測量的壓力、溫度以及露點溫度等變量值。具有報警、查詢、電量監(jiān)測及校準等功能。2系統(tǒng)軟件設計整個系統(tǒng)軟件的開發(fā)是由C語言來完成的，系統(tǒng)軟件主要有系統(tǒng)初始化程序、溫度采集及溫度處理程序、流量采集及流量控制程序、壓力采集與控制程序，帕爾貼制冷控制程序等組成。系統(tǒng)主程序流程圖如圖5所示。儀表開機后會首先進行系統(tǒng)初始化，然后在觸摸屏上設定飽和氣溫度、壓力、目標露點及總流量等變量值，由STM32處理器通過計算得到干濕流量比來配比，由總流量分別得到干濕氣流量值，STM32判斷是圖5系統(tǒng)主程序流程圖否超出一級配氣模式，超出則啟動二級配氣模式，即質量流量控制器MFC1/MFC3啟動控制流量，否則啟動一級配氣模式，質量流量控制器MFC2/MFC3啟動，
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種SF6氣體濕度傳感器檢驗系統(tǒng)[J]. 祁炯,趙躍,韓慧慧,蘇鎮(zhèn)西. 電氣制造. 2015(01)
[2]Swsy-F分流法濕度發(fā)生器的研制[J]. 鞏娟,何萌,呂國義. 計測技術. 2010(S1)
[3]便攜式濕度發(fā)生器的研制[J]. 叢繼信,張學范,張光友,崔劍,夏本立,辛宗偉. 化學分析計量. 2007(04)
[4]分流式濕度發(fā)生器設計及不確定度分析[J]. 崔劍,張學范,傅興天,辛宗偉. 計量技術. 2006(12)
[5]分流式標準濕度發(fā)生器的研制[J]. 姜波,周慶福,陳祥光,魏桂香. 北京理工大學學報. 2003(05)
本文編號：3404416
【文章來源】：儀表技術與傳感器. 2016,(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
濕度儀/露點儀現(xiàn)場校驗系統(tǒng)的總體設計
凼且患侗ズ妥爸茫?ズ推?沂嵌?侗ズ妥?置，氣室溫度低于室內溫度且要保持恒定，目的是為了進一步使氣體達到絕對飽和。氣室外壁有帕爾貼貼片，貼片制冷可使氣室溫度恒定。調節(jié)電磁比例調節(jié)閥開度即可保持飽和氣室的壓力恒定。1．2硬件實現(xiàn)如圖1所示，系統(tǒng)硬件核心控制器采用的是STM32F103VET6處理器，該處理器采用CortexTM－M3內核，基于AＲM的32位MCU，內置7個16位定時器，有9個通信接口，集成度高，省去了很多外圍電路的設計，節(jié)約了開發(fā)成本，并且該芯片具有低功耗、性價比高的優(yōu)點。溫度采集轉換電路如圖2所示，采用四線制的Pt100測溫電路，I1+，I1－是四線制Pt100測溫時所需的激勵電流，S1_P，S1_N是測量所得的Pt100的兩端電壓值，經(jīng)過濾波貼片輸入模塊轉換器AD7718進行模數(shù)轉換，四線制Pt100測溫電路可有效消除引線電阻對測量的影響，測量精度高，且硬件實現(xiàn)簡單。圖2溫度采集轉換電路AD7718同時還采集氣室壓力信號進行轉換。處理器通過PC4口監(jiān)測AD7718端口AD_ＲDY是否轉換完成，完成后數(shù)據(jù)SPI_MISO通過處理器PA6口進行傳送。
第9期李佳穎等:一種露點儀/微水儀校驗系統(tǒng)的設計31恒溫控制電路如圖3所示，處理器采集氣室溫度信號經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡pid控制算法后得出控制量，利用控制量去改變由處理器輸出的PWM波的占空比，將PWM波送至光電耦合器TLP127來控制飽和氣室帕爾貼貼片的制冷不制冷。圖中TVS瞬態(tài)抑制二極管用來保護電路負載中的元器件。圖3恒溫控制電路電磁比例調節(jié)閥的控制電路如圖4所示，處理器通過I2C上的SCL、SDA總線對數(shù)模轉換芯片DAC7571進行數(shù)據(jù)傳送，經(jīng)DAC7571轉換后的數(shù)據(jù)經(jīng)放大器信號放大，然后由NPN三極管對電磁比例調節(jié)閥進行驅動。圖4電磁比例調節(jié)閥控制電路此外，處理器通過ＲS485總線控制MFC質量流量控制器，硬件通過數(shù)據(jù)收發(fā)器ADM2578及其周圍器件電路實現(xiàn);處理器與上位機進行通訊是通過MAX232電平轉換電路實現(xiàn)的;顯示部分使用彩色液晶觸摸屏，與處理器通過并口連接;實時顯示當前測量的壓力、溫度以及露點溫度等變量值。具有報警、查詢、電量監(jiān)測及校準等功能。2系統(tǒng)軟件設計整個系統(tǒng)軟件的開發(fā)是由C語言來完成的，系統(tǒng)軟件主要有系統(tǒng)初始化程序、溫度采集及溫度處理程序、流量采集及流量控制程序、壓力采集與控制程序，帕爾貼制冷控制程序等組成。系統(tǒng)主程序流程圖如圖5所示。儀表開機后會首先進行系統(tǒng)初始化，然后在觸摸屏上設定飽和氣溫度、壓力、目標露點及總流量等變量值，由STM32處理器通過計算得到干濕流量比來配比，由總流量分別得到干濕氣流量值，STM32判斷是圖5系統(tǒng)主程序流程圖否超出一級配氣模式，超出則啟動二級配氣模式，即質量流量控制器MFC1/MFC3啟動控制流量，否則啟動一級配氣模式，質量流量控制器MFC2/MFC3啟動，
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種SF6氣體濕度傳感器檢驗系統(tǒng)[J]. 祁炯,趙躍,韓慧慧,蘇鎮(zhèn)西. 電氣制造. 2015(01)
[2]Swsy-F分流法濕度發(fā)生器的研制[J]. 鞏娟,何萌,呂國義. 計測技術. 2010(S1)
[3]便攜式濕度發(fā)生器的研制[J]. 叢繼信,張學范,張光友,崔劍,夏本立,辛宗偉. 化學分析計量. 2007(04)
[4]分流式濕度發(fā)生器設計及不確定度分析[J]. 崔劍,張學范,傅興天,辛宗偉. 計量技術. 2006(12)
[5]分流式標準濕度發(fā)生器的研制[J]. 姜波,周慶福,陳祥光,魏桂香. 北京理工大學學報. 2003(05)
本文編號：3404416
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