基于虚拟仪器的工作用S型热电偶检定系统的研究

发布时间：2017-09-14 06:28

  本文关键词：基于虚拟仪器的工作用S型热电偶检定系统的研究

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【摘要】：热电偶作为现场温度测量的主要仪器设备已经被广泛应用于生产企业、科研院所等部门行业,其特性的好坏直接关系到生产过程的控制和产品质量。然而,热电偶在使用中由于测定环境、介质组成、温度和保护绝缘材料的污染以及其它因素,在使用一段时间后,热电特性会发生变化,特别是在高温高压和表面测温的条件下,其影响更为严重。影响热电偶稳定性的因素有很多,对于新生产的热电偶和使用中的热电偶必须按照国家检定规程进行定期有效检定,只有合格的才能继续使用。热电偶检定工作完全由人工操作手动完成,具有原始数据量大、人员劳动强度大、容易出错、检定时间长等特点,而且人工操作会带来不必要的人为因素,有可能导致合格的热电偶最终被检定为不合格。在充分调研和学习某公司自主开发的热电偶的基础上,数据传输采用485总线,温度控制采用继电器控制。这样就会带来数据传输速度较慢,在对炉温控制方面花费时间较长。本课题严格根据《JJG141-2013工作用贵金属热电偶》检定规程,使用图像化编程语言Lab VIEW和计算机控制技术,使用Lab VIEW开发了上位机软件,人机界面友好、高效便捷,经过实际验证,与当地具有检定资质的热电偶检定企业出具的检定证书结果一致,同时系统具有检定时间快、控温精度高的优势,具有较高的实用价值。
【关键词】：热电偶 自动检定系统 LabVIEW 计算机控制
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH811
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12
• 1.3 论文的主要内容12
• 1.4 论文内容安排12-14
• 第二章 热电偶及其检定原理14-28
• 2.1 热电偶测温的原理14-16
• 2.1.1 接触电势14-15
• 2.1.2 温差电势15
• 2.1.3 热电势15-16
• 2.2 热电偶的基本定律16-17
• 2.2.1 均质导体定律16
• 2.2.2 中间导体定律16-17
• 2.2.3 中间温度定律17
• 2.3 热电偶的种类17-19
• 2.3.1 标准化热电偶18
• 2.3.2 贵金属热电偶18-19
• 2.4 热电偶的误差19-21
• 2.5 热电偶的检定21
• 2.6 检定前的准备工作21-22
• 2.6.1 外观检查21-22
• 2.6.2 清洗和退火22
• 2.6.3 捆扎和装炉22
• 2.7 热电偶的检定方法22-24
• 2.7.1 检定点的选择22
• 2.7.2 双极比较法22-24
• 2.7.3 热电偶检定过程所需时间分析24
• 2.8 检定结果的处理和检定周期24-26
• 2.8.1 检定结果的处理24-25
• 2.8.2 检定周期25-26
• 2.9 本章小结26-28
• 第三章 热电偶自动检定系统的硬件配置28-42
• 3.1 系统的总体设计思想28-33
• 3.1.1 数据采集系统的设计思想28-31
• 3.1.2 炉温控制系统的设计思想31-32
• 3.1.3 上位机监控系统的设计思想32-33
• 3.2 检定系统的硬件选型及工作原理33-37
• 3.2.1 扫描开关34
• 3.2.2 数字万用表34-35
• 3.2.3 6024E数据采集卡35
• 3.2.4 JKH-C2型可控硅调压器35-36
• 3.2.5 计算机的配置36-37
• 3.3 其它电测仪器及配套设备37-39
• 3.3.1 热电偶检定炉37
• 3.3.2 保温瓶37-38
• 3.3.3 其它设备38-39
• 3.4 数据采集卡的硬件配置39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 自动检定系统的软件设计及实现42-58
• 4.1 软件系统的设计思想42-43
• 4.1.1 系统开发工具简介42-43
• 4.2 数据采集程序43-44
• 4.3 炉温控制程序44-52
• 4.3.1 炉温控温要求44
• 4.3.2 普通位置式PID控制44-47
• 4.3.3 模糊PID控制47-50
• 4.3.4 模糊控制程序实现50-52
• 4.4 软件设计的主界面52-56
• 4.4.1 PID设置52-53
• 4.4.2 炉温的变化率监控53-54
• 4.4.3 平均值的计算54-55
• 4.4.4 检定点的计算公式选择55
• 4.4.5 检定证书55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 软硬件系统调试58-70
• 5.1 温度控制58-59
• 5.1.1 普通位置式PID控制58-59
• 5.1.2 模糊PID控制59
• 5.2 上位机与硬件的联合调试59-63
• 5.2.1 准备工作59-60
• 5.2.2 检定过程60-63
• 5.3 过程数据的保存63
• 5.4 Ⅰ级工作用S型热电偶测量结果的不确定度分析63-68
• 5.4.1 测量过程简述63-64
• 5.4.2 数学模型64
• 5.4.3 测量不确定度的来源分析64-68
• 5.5 本章小结68-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-78
• 附录A：硬件实物图78-80
• 附加B：攻读学位其间发表论文目录80

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本文编号：848417