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1、中国计量学院本科毕业设计（论文）附件清单论文题目：热电偶自动检定系统的研究与设计学生姓名徐涛学生学号 060010215 班级06自动化1学生专业自动化所属分院 机电学院 指导教师黄艳岩1. 毕业设计任务书2. 毕业设计开题报告3. 毕业设计开题意见表4. 毕业设计指导教师意见表5. 毕业设计评阅表6. 毕业设计验收登记表7. 毕业设计答辩记录表8. 毕业设计评语表（评分表）9. 毕业设计文献综述10. 外文文献翻译译稿111. 外文文献翻译原文112. 外文文献翻译译稿213. 外文文献翻译原文2中国计量学院毕业设计（论文）任务书姓名：徐涛 班级： 06自动化1班学号：0600102115
2、题目：热电偶自动检定系统研究与设计内容要求：（包括规定阅读的文献、应完成的程序、图纸、实验、说明书等）1、收集、阅读有关工业热电偶自动检定方面的文献资料和外文翻译。要求查阅文献15篇以上，完成不少于2000字的文献综述（包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据）和开题报告，同时，至少要翻译两篇外文资料（不少于3000英文词）。2、了解工业热电偶的测温原理。在此基础上，熟悉工业热电偶检定流程。3、熟悉实验室现有的测温设备、恒温槽等相关设备的使用。4、利用已有设备，搭建工业热电偶自动检定系统硬件平台。5、软件编程，实现工业热电偶自动检定功能。6、在毕业设计期间，态度端正，严格遵守学校
3、及分院的各种规章制度。7、按照学校规定格式，认真完成毕业论文8、每周至少两次与指导教师见面。参考文献：1 王魁汉等温度测量实用技术M机械工业出版社2 JJF1098-2003热电偶、热电阻自动测量系统校准规范.TEL：86914551 OR 13093743421E-mail：起止日期：2010年1月1日 至 2010年6月5 日指导教师：黄艳岩 学科系、所负责人： 卫东 2010年 1 月4日发中国计量学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名： 徐 涛 学 号： 0600102115 专 业： 自动化 班 级： 06自动化1 设计（论文）题目：工业热电偶自动检定系统研究与设计指导教师： 黄艳岩
4、二级学院： 机电工程学院 2010年 3 月 5 日一、选题的背景与意义1热电偶测温基本原理热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。热电偶利用两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路1。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶可将温度量转换成电量进行检测，所以对于温度的测量、控制，以及对温度信号的放大、变换等都很方便；结构简单，制造容易，价格便宜；惰性小
5、，准确度高，测量范围广；能适应各种测量对象的要求，如点温和面温的测量；适于远距离测量与自动控制2。2热电偶的检定为了使热电偶在测温过程中得到准确一致的测量结果，保证生产和科研工作的正常进行，新生产的热电偶必须进行检定，确定它是否符合国家标准、行业标准或企业标准中所规定的技术要求3。而对使用中的热电偶由于受到测量环境、气氛、使用温度以及绝缘材料和保护管材料的玷污等影响，使用一段时间后，其热电特性将会发生变化，尤其是在高温、腐蚀性气氛以及特殊测量中(如高速、高压、高温熔融金属等)，影响就更为严重。这些都会使热电偶产生测温误差，从而影响生产工艺过程中的温度控制和产品质量，严重时还会造成产品不合格和仪
6、器设备损坏4。为了保证产品质量，热电偶不仅在使用前要进行检定，而且在使用一段时间后，还要进行周期检定，以保证热电偶的质量，使其测温准确一致，避免事故的发生。3热电偶的检定周期影响热电偶检定周期的因素有： （1）热电偶使用的环境条件：环境条件恶劣，检定周期应短些；环境条件良好，则周期可长些。 （2）热电偶使用的频繁程度：天天使用或连续使用，检定周期应短些，反之可长些。（3）热电偶本身性能：稳定性好的热电偶，检定周期可长些；稳定性差的热电偶，检定周期可短些。（4）各种热电偶的检定周期应按响应检定规程进行，一般不超过半年5 6。4热电偶自动检定系统在选择自动检定系统时应满足以下技术条件：（1）除热电
7、偶的装炉、接线外，检定炉的升温、恒温、测量和记录整个过程可以全部自动进行，也可以部分自动进行，但整个检定过程都必须能够按预先给定的程序进行应准确可靠，不得有误动作。（2）检定炉内的温度与规定检定点温度相比偏离要小，一般不得超过5.（3）当检定炉进入恒温，在测量和记录热电偶电势值过程，炉温度波动要小于02min。（4）自动测量和自动记录热电势的准确度，应与0.05级（或002级）直流低电势电位差计的准确度等同。（5）自动测量和自动记录热电势仪器的分辨率在检定镍铬-镍硅热电偶时不应大于1V，检定铂铑系列热电偶不应大于0.1V（6）检定多支热电偶的自动切换开关的寄生电势应尽量小，检定铂铑系列热电偶不
8、应大于0.5V，检定廉金属热电偶不应大于1V。（7）要求有自动保护装置，如自动报警及自动切断电源装置7。二、研究内容与拟解决的主要问题研究内容：工业热电偶自动检定系统研究与设计解决的问题：1.了解热电偶自动检定的原理。2.研究和搭建自动检定装置。3.应用所学相关软件进行编程开发硬件系统的整体设计框架见图1.1 恒温槽工业热电偶标准热电偶多路数据采集通讯接口工控机 图1.1 恒温槽控制被检测的温度要稳定、均匀，工业热电偶和标准热电偶同时检测恒温槽同点的温度，多路数据采集器采集工业热电偶和标准热电偶的热电动势，并分析和转换为电信号，而后通过通信接口传输到工控机上，通过设定的程序进行电信号的分析和处
9、理，得出结果，进行显示8。通讯接口协议采用IEEE488标准，又叫GPIB(通用接口总线)。这是一种很受欢迎的接口，用于连接测试测量仪器和计算机，以构成一套ATE(自动测试设备)。GPIB最初由惠普开发，并在1978年被确认为IEEE标准9。自那时起，IEEE于1978年和1987年分别发布了定义GPIB硬件规范(包括电气参数、机械参数和基础协议参数)的IEEE 488.1标准和定义相关软件规范的IEEE 488.2标准10。数十年来，GPIB受到了仪器厂商的广泛接受和采用。可以说，GPIB是当今在计算机和测试测量仪器连接中使用最多的接口。采用福禄克公司生产的7321-25型恒温槽，1560-
10、256型堆栈式测温仪和PC机组成工业热电偶自动检定系统。三、技术路线、研究方案与可行性分析本课题的研究包括硬件和软件，需要通过文献资料进行研究。硬件方面主要包括工业热电偶,标准热电偶,7321-25型恒温槽，1560-256型堆栈式测温仪和工控机11。软件方面要做到采集数据，分析数据和输出结果。工业热电偶为工作用廉金属热电偶，标准热电偶一般为标准铂铑10铂热电偶。7321-25型恒温槽是一种深井台式恒温槽，温度范围是-20至150，温度的稳定性和均匀性都提高到0.005，设置点分辨率普通模式为0.0112。1560-256型堆栈式测温仪为精密的温度测量和温度数据采集提供了多样性和灵活性；无论是
11、在监视一个过程、校准温度传感器、对多个传感器进行数据采集、进行重要的科学研究或者进行任何准确的温度测量工作， 堆栈式测温仪都可以满足您的要求13。堆栈式测温仪可以任意组合8个模块。使用时，每一个模块都直接堆放在前一个模块的后面，无须任何操作，系统自动识别，在不改变原有配置的前提下，对新的模块进行设置。堆栈式测温仪没有可以拆卸的零件14。 堆栈式测温仪具有多种不同的模块，同时其内部可存贮1000个数据。大屏幕显示不仅可以实时显示各种测量数据，包括通道间差值，最大值，最小值等；同时，还可以图形显示，用于实时监视温度变化过程。当炉温升到鉴定点温度，炉温变化小于0.2/min时，自标准热电偶开始，依次
12、检测各被检热电偶的热电动势15。读数据应迅速准确，时间间隔应相近，测量读书不小于4次测量时管式炉温度变化不小于0.25.检定时被检热电偶的热电动势误差e计算方法:1.300以下热电动势误差e计算方法：式中：被检热电偶在检定点附近温度下，测得的热电动势算术平均值；：被检热电偶在某检定点温度的微分热电动势；：被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值；：检定点温度；：实际温度（实际温度=读数平均值+修正值）；：检定点温度与实际温度的差值。2.3001200范围内的检定点，该范围内热电动势误差e用下式计算：e 式中：被检热电偶在某检定点附近温度下，测得的热电动势算术平均值；：标准热电偶证书上某
13、检定点温度的热电动势值；采集数据，处理后得到恒温槽的温度，并与标准热电偶的数据进行比较，输出检定结果。软件实现过程框图如图1.2主程序开始 显示主菜单系统运行温控文件/控温曲线系统自检90温标查询系统设置检定结果显示打印退出程序？ 切断仪器电源结束 Y N继续执行相应程序 图1.2 软件结构和功能图90温标查询：包括各种型号的热电偶温度阻值对应关系的查询。系统设置：串行端口通讯设置，参考通道设置，被测通道设置，热源设置，温度设定点配置，被测探头配置，标准器设置，以及其他需要进行的设置。其中，热源、被测探头、标准器等均可以文件形式保存，下次使用时候，可不必设置，直接按文件名查找调用。系统自检：系统自检提供数字多用表接口检查、各个通道及切换开关接口检查、热电偶接线检查、热源与计算机通讯检查等。温控文件/控温曲线：温度检定点的设定（可以由用户自定义，也可以按照规程设置检定点）。控温曲线可以查看检定过程中检定炉温度变化曲线。检定结果：可以对当前检定的热电偶建立检定结果报表，并可以按用户自己指定的名称来保存检定结果报表，及打印检定结果报表。具体实施方案如下：第一学期：第16-18周 明确设计任务，查阅相关中英文资料
