本文關(guān)鍵詞：雙平板式導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：導(dǎo)熱系數(shù)表征著物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小，是衡量材料熱物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一，對于材料的使用具有重要指導(dǎo)意義。導(dǎo)熱系數(shù)的測量方法以及儀器裝置也在不斷的發(fā)展和完善。其中，廣為采用的保護熱板法基于傅里葉一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱原理測量材料的導(dǎo)熱系數(shù)，具有量程廣、無需在測試前進行系統(tǒng)標(biāo)定等優(yōu)點。然而， 現(xiàn)有基于保護熱板法測量材料導(dǎo)熱系數(shù)的儀器還存在著智能化程度不高、功能單一、測量精度有待于進一步提高等問題。因此本課題研制了一種新型雙平板式導(dǎo)熱系數(shù)測定儀，可以對建筑材料為代表的隔熱材料進行熱阻、導(dǎo)熱系數(shù)的高精度測量。 儀器由雙平板裝置（爐體）和智能測控系統(tǒng)兩部分組成，前者從結(jié)構(gòu)上保證實現(xiàn)保護熱板法要求的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，后者主要實現(xiàn)以下功能：提供人機對話界面、信號采集與處理、過程控制、參數(shù)計算。智能測控系統(tǒng)的設(shè)計是本文論述的主要內(nèi)容，其中的測控模塊的設(shè)計對導(dǎo)熱系數(shù)的測量精度起關(guān)鍵作用，也是決定整機性能的關(guān)鍵，其工作包括：運用控制算法控制加熱器、制冷器，使系統(tǒng)快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確地進入一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，利用高精度的測量電路進行溫度、功率信號的精確測量，計算得到精確的導(dǎo)熱系數(shù)。 本文從測量原理、總體設(shè)計、通用微處理器模塊設(shè)計、測控模塊設(shè)計、系統(tǒng)評估實驗幾方面對儀器的裝置結(jié)構(gòu)、硬件電路、程序設(shè)計、控制算法等逐一進行了闡述，分析了現(xiàn)場調(diào)試中可能存在的問題。 本論文工作的突出之處主要表現(xiàn)在三個方面。第一，高度智能化設(shè)計使儀器不但界面友好，而且在使用功能上有所擴展：不但可以測量特定溫度差和平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，而且可以測量某一溫度范圍內(nèi)固定溫差下的多個算術(shù)平均溫度點的導(dǎo)熱系數(shù)，在上述測量結(jié)束時還可以選擇測量材料的熱擴散特性；第二，在測控系統(tǒng)的電路設(shè)計上體現(xiàn)了“器件解決”思想，在提高測量精度的同時又大大簡化了測量電路；最后，控制算法方面運用了基本PID控制與模糊控制相結(jié)合的控制算法，，達到了較高的控制精度和速度，而且對于類似問題的解決具有借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)熱系數(shù) 熱阻 隔熱材料 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 MSC1212
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TH81
【目錄】：

• 第一章 緒論8-12
• 1.1 引言8
• 1.2 保護熱板法測量材料導(dǎo)熱系數(shù)的現(xiàn)狀8-10
• 1.3 本課題的研究意義和本論文的主要內(nèi)容10-12
• 第二章 導(dǎo)熱系數(shù)測量的理論基礎(chǔ)和儀器總體設(shè)計12-20
• 2.1 傅里葉導(dǎo)熱定律(導(dǎo)熱熱流速率方程)12-13
• 2.2 一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析13-14
• 2.3 材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素分析14-16
• 2.4 本課題基于的測量原理16
• 2.5 儀器總體設(shè)計16-20
• 2.5.1 爐體部分16-17
• 2.5.2 智能測控部分17-19
• 2.5.3 電源的選擇19-20
• 第三章 通用微處理器模塊設(shè)計20-33
• 3.1 高集成度混合信號芯片MSC20-22
• 3.2 人機接口22-29
• 3.2.1 脈寬編碼式按鍵接口電路22-27
• 3.2.2 液晶接口電路27-28
• 3.2.3 打印機接口電路28
• 3.2.4 報警器接口電路28-29
• 3.3 帶有實時時鐘的外部數(shù)據(jù)存儲器接口29-30
• 3.4 與計算機的串行通信接口30-32
• 3.5 MSC1212的時鐘電路和復(fù)位電路32-33
• 第四章 測控模塊的設(shè)計33-55
• 4.1 溫度信號的測量33-45
• 4.1.1 熱電偶的應(yīng)用技術(shù)33-39
• 4.1.2 MSC1212中的Δ－ΣADC39-43
• 4.1.3 本系統(tǒng)中的測溫電路43-45
• 4.2 功率信號的測量45-46
• 4.3 控制電路46-48
• 4.3.1 加熱器及其供電電源46-47
• 4.3.2 制冷器及其供電電源47-48
• 4.3.3 用DAC控制開關(guān)電源48
• 4.4 控制算法及其應(yīng)用48-53
• 4.4.1 比例積分微分(PID)控制49-51
• 4.4.2 模糊(FUZZY)控制51-52
• 4.4.3 FUZZY－PID復(fù)合控制52-53
• 4.4.4 控制算法在本系統(tǒng)中的應(yīng)用53
• 4.5 測控模塊的程序設(shè)計53-55
• 第五章 系統(tǒng)評估實驗55-62
• 5.1 實驗方法55-56
• 5.2 實驗結(jié)果56-60
• 5.3 討論60-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-63
• 參考文獻63-65
• 碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況65-66
• 致 謝66

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 宋麗薇;李艷寧;李英;王永洪;程繼強;劉景旺;;基于ARM的雙平板導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的研制[J];電子測量技術(shù);2007年09期

2 張順成;郎建峰;李小江;;聚合物水泥包覆膨脹珍珠巖制備保溫砌塊的研究[J];混凝土與水泥制品;2011年05期

3 張澤平;呂沖飛;劉鴿;李珠;;預(yù)拌�；⒅楸厣皾{技術(shù)性能研究[J];太原理工大學(xué)學(xué)報;2012年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 代學(xué)靈;玻化微珠整體式保溫隔熱建筑研究[D];太原理工大學(xué);2010年

2 張鑫;瀝青路面熱反射與熱阻技術(shù)降溫機理與應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉鴿;基于商品化的�；⒅楸厣皾{技術(shù)性能研究[D];太原理工大學(xué);2011年

2 紀(jì)s

本文編號：369082