网络化温度开关自动校准系统设计

发布时间：2020-03-27 06:37

【摘要】：温度开关广泛应用于家用电器及工业电气设备中,用来保护电气设备的正常工作。不仅如此,还有一部分温度开关应用在及其精密的物理或化学实验环境中,其对温度开关的工作要求也较高。因此,能否准确的校准温度开关也越来越重要。我国质量监督检验检疫总局的计量系统内目前也正在着手制定温度开关的温度参数校准规范。本文的研究成果也将为此规范提供一些理论与数据基础。本文对于如何校准温度开关设计了一套系统,为了提高温度开关的校准效率与校准精度,基于此套系统对大量温度开关进行了校准实验。具体研究内容及成果如下:(1)查阅温度开关相关文献与资料,学习温度开关的工作原理及其校准过程。在此基础上,提出设计一套网络化的温度开关自动校准系统。(2)考虑到温度开关校准精密稳定的环境需求,采用二等标准铂电阻温度计作为采集标准温度的传感器,使用恒温油槽作为温度开关校准系统的实验环境。系统可以控制油温的升降温速率稳定在0.1℃/min到2℃/min之间,以保证采集到的温度开关参数的精度。下位机与上位机之间的通讯为RS-232与RS-485串口通讯,工作人员可通过Wi-Fi网络远程连接系统并对校准过程进行监控。(3)基于PLC自动控制技术和LabVIEW软件开发技术,开发了网络化温度开关自动校准系统,实现了温度、开关数据的采集,数据处理,数据库与报表功能。建立整个系统的人机交互界面,工作人员通过简单的学习即可轻松使用整套系统。(4)对系统调试完毕后,基于此套系统对温度开关进行了一系列实验,对校准系统的不确定度进行了分析评定。结果显示,此套校准系统达到了预期目标,目前已投入使用,取得了良好的效益。最后针对校准环境升降温速率不同可能产生的影响进行了相关实验,并提出了一种修正方法。
【图文】：

4.2 系统程序框架本课题的上位机软件系统采用模块化编程方式，每个模块单独形成子 VI，然后在系统主功能界面上通过调用这些子 VI，轻松的实现各模块的功能，这样不但减少了主功能界面编程的繁琐及混乱，而且有利于用户的直观、简捷的进行操作。在调试程序时，可以对每一个模块分别调试，有利于查找错误、修正错误。系统程序框架采用了传统的生产者/消费者结构。生产者/消费者结构是LabVIEW 自带的程序模板中较为重要的多循环程序框架之一，如图 4.3 所示。生产者/消费者设计模式基于主/从设计模式，，且提高了不同速率的多个循环之间的数据共享的能力。与主/从设计模式相似，生产者/消费者设计模式将生产和消费数据速度不同的任务分开处理。一个作为生产数据的循环，另一个作为消费数据的循环。队列可在循环之间传递或缓冲数据[18]。

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【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH811

【参考文献】

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本文编号：2602617