家用电磁灶能效自动化检测系统的研发

发布时间：2020-09-27 10:17

　　能源效率是评价用能产品能源利用和转换及其节能特性的重要技术指标;能效标准与能效标识已被证明是在降低能耗方面成本效益最佳的途径,并且可以带来巨大的环境效益;而能效标识计量检测系统则是确保能源效率量值准确可靠的重要技术手段。我国是家用电磁灶生产和使用大国,传统家用电磁灶能效检测工作存在很多问题,如自动化程度较低;人工操作导致检测结果误差较大;溯源性差等。为解决以上问题,本论文设计研发了一套家用电磁灶能效自动化检测系统,该系统的建立将弥补自治区电磁灶能效检测的技术空白。本系统主要是基于LabVIEW开发、设计的一套自动化测试平台,可以实现检测数据的实时显示、保存,以及历史数据的查询等功能。通过分析国内外能效检测发展现状及目前我国家用电磁灶能效检测传统方法存在的弊端,从环境条件、测量设备、检测方法和能效标识四个方面,比较了我国与欧盟国家家用电磁灶能效检测之间的差异。根据我国家用电磁灶能效检定规程中对各项参数指标的要求,完成了本套自动化系统的硬件设计及选型,本套系统硬件主要包括:工控机、功率分析仪、数字多用表(温度采集仪)、温度传感器。在温度传感器的选择上,主要对PT100铂电阻与铠装热电偶两种温度传感器进行校准和性能比较,综合考虑后最终选择PT100铂电阻代替传统测量系统中的水银温度计。对于软件部分的设计,主要建立了基于LabVIEW的人机交互平台,利用LabSQL工具包中的Microsoft ADO及SQL语句,实现了软件与Access数据库之间的互访;通过SCPI指令、USB转串口线以及仪器驱动配置协议,完成了上位机与测量仪器的连接。本套系统主界面共设计了四大模块,分别为试验曲线显示模块、热效率检测模块、待机功率检测模块以及数据查询模块。针对三台不同能效等级的家用电磁灶进行对比试验及分析,通过对整套自动化检测系统不确定度的评定,验证了该系统的可行性、准确性和可溯源性,分析可知,同传统家用电磁灶能效检测系统相比,本套自动化系统的整体不确定度大大降低,检测精度大幅度提高,为其他与温度测量相关的能效检测系统的自动化改造提供了参考价值。
【学位单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM925.5
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章绪论
    1.1 课题研究背景与来源
    1.2 能效检测国内外发展现状
        1.2.1 能效检测国外发展现状
        1.2.2 能效检测国内发展现状
    1.3 我国家用电磁灶能效检测方法存在的弊端
    1.4 课题主要研究内容
第二章家用电磁灶能效检测基础
    2.1 环境条件
    2.2 测量设备
        2.2.1 测量负载——标准锅的要求
        2.2.2 测量仪器
    2.3 能效检测方法
    2.4 能效标识
    2.5 本章小结
第三章系统整体设计及硬件选型
    3.1 系统整体设计
    3.2 工控机系统
    3.3 数据采集系统
        3.3.1 功率分析仪
        3.3.2 数字多用表
        3.3.3 温度传感器
        3.3.4 温度传感器与数字多用表连接
    3.4 检测系统
    3.5 温度传感器的选型
        3.5.1 校准温度传感器
        3.5.2 两种传感器的性能比较
        3.5.3 温度传感器的选择
    3.6 本章小结
第四章软件部分的设计与实现
    4.1 LabVIEW
    4.2 数据库
        4.2.1 数据库简介及常用的数据库
        4.2.2 建立Access数据库
    4.3 LabVIEW访问数据库
        4.3.1 访问数据库的方法
        4.3.2 与数据库建立连接
        4.3.3 数据读取程序设计
        4.3.4 数据添加程序设计
    4.4 上位机与仪器连接
        4.4.1 USB转串口线
        4.4.2 USB转串口的具体操作
        4.4.3 SCPI指令
        4.4.4 仪器的配置
    4.5 系统主要功能模块的实现
        4.5.1 试验曲线显示模块
        4.5.2 热效率检测模块
        4.5.3 待机功率检测模块
        4.5.4 数据查询模块
    4.6 本章小结
第五章实验过程及结果分析
    5.1 家用电磁灶能效自动化检测系统工作流程
        5.1.1 环境条件和主要性能指标
        5.1.2 前期准备工作
        5.1.3 实验过程
    5.2 不同等级家用电磁灶比较
        5.2.1 热效率比较实验
        5.2.2 加热过程比较分析
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
第六章测量不确定度评定
    6.1 测量不确定度评定过程
        6.1.1 测量不重复引入的不确定度评定
        6.1.2 质量测量引入的标准不确定度
        6.1.3 电能量测量引入的标准不确定度
        6.1.4 温升测量引入的标准不确定度
        6.1.5 人为因素引起的测量不确定度
        6.1.6 合成标准不确定度
        6.1.7 扩展不确定度
    6.2 待机状态功率测量不确定度评定
        6.2.1 待机状态功率标准不确定度A类方法评定
        6.2.2 待机状态功率标准不确定度B类方法评定
        6.2.3 合成标准不确定度
        6.2.4 扩展不确定度
    6.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
个人简历

【参考文献】