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1、 XXX大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 44 页压力机压力测试仪毕业设计摘 要此设计为一压力测控仪，应用纯硬件电路，通过当前压力值和设定压力值的比较来自动控制输出。控制部分应用组合逻辑电路，结构简单，性能稳定。传感部分应用经典传感器电路，偏置电流小、失调小、增益高、共模抑制能力强、响应快、漂移低、性能稳、价格低廉。输出部分采用光电耦合防止由于高压引起的干扰。采用数码管作为本系统的显示部分，其体积小，功耗底，响应速度快，易于匹配，可靠性高和寿命长。该系统优点在于速度快，抗干扰能力强，可靠性高。此压力测控仪实用价值高，在控制中实现了一表多路显示，减少了机械表的使用量，不但降低了生产设
2、备成本，同时确保了生产过程的一致性，使生产效率及产品质量得到了较大提高。关键字： 自动控制 逻辑电路 传感器 AbstractThe design topic of this subject is a instrument of the pressure measures and control, applied pure hardware electric circuit, which compare the current pressure value with set up the pressure value to auto- control the exportation. The
3、logical electric circuit of control is simple and stable. Classic electric circuit of sensor has many excellences such as excursion electric current and maladjustment is less, magnified ability is higher, feedback is faster, more stable and cheaper than others. Higher- voltage electric circuit, whic
4、h adopts phototube, can prevent of the interferences. The LED is used as the manifestation of this system, its volume is smaller, and the power is less, responding to the speed quicker, apt to match, the dependable is high with life span long. The advantages of this system are quick, the anti- inter
5、ference ability is strong, and the dependable is high. This instruments the value of practice is very high, which realizes that single meter display many roads outputs, not only reduce the usage of the machine meter and equipments cost, but also insure the consistency of the production line at the s
6、ame time, improve the efficiency and quantities.Key words: auto-control logic circuit sensor目 录引言51、任务书62、设计思路63、主要电路设计原理与计算73.1、传感器的选择73.1.1、传感器的正确选用原则73.1.2、传感器信号处理及放大电路113.2、输出控制123.2.1、选择继电器143.3、通道选择163.4、显示部分253.5、电源部分253.6、变压器选择273.7、总装图简介284、电路板294.1、电路板设计的一般原则294.1.1、电路板的选用294.1.2、电路板的尺寸294
7、.1.3、布局304.1.4、布线314.1.5、焊盘314.1.6、大面积填充324.2、接地324.2.1、地线的共阻抗干扰324.2.2、任何连接地线334.3、抗干扰设计334.3.1、为增加系统抗电磁干扰能力应该采取的措施334.3.2、降低噪声与电磁干扰的窍门344.4、电路板设计指导354.5、电路板制作工艺365、调试过程366、外壳设计376.1、面板386.2、上盖396.3、侧底板406.4、后盖407、 总结41谢 辞43参考文献44引言在我国，金刚石生产占有较大的分额，拥有较多的生产设备，并且每年有上千台对外销售，其中大部分用多个机械仪表、采用继电器、接触器控制，控制
8、系统教为落后，严重制约了生产效率及产品质量的提高。现在利用金刚石压机压力测控仪取代目前普遍使用的机械式压力表，实现一表多路输出，减少机械表的使用量，不但降低了生产设备成本，同时确保了生产过程的一致性，使生产效率及产品质量得到了较大提高。目前该类控制仪一般有两种方式，一种是纯硬件控制，其有较高的抗干扰能力，可靠性高。一种是微机控制，其操作适用性较强，能适应不同的生产工艺要求。通过本次设计再次复习大学所学模拟电子电路、数字电子电路原理，传感器原理及应用等知识，并且综合运用于实践，在这个设计中涉及了以前没有接触过的电路板设计、制作及调试，通过此次设计可以拓宽知识面，训练动手能力，以及了解一件成品从设
9、计到制作的全过程，为以后的工作打下基础。该课题来源于企业，服务于企业，目前市场价格每台售价达千元之多，而生产不足二百元，每台有400%的毛利润，经济效益可观，有较好的发展前景。1、任务书（一）毕业设计（论文）的内容认真学习模拟电子电路、数字电子电路原理，传感器原理及应用，了解金刚石压力机工作原理，运用所学知识设计一台测控仪，对金刚石压力机的压力进行检测和控制。（二）毕业设计（论文）的要求与数据1、电源电压 交流160260V，功耗 10 VA。2、压力范围 0200MPa，数显，分辨率0.1MPa。3、10路压力设定输出，7路上限输出，3路上限输出，设定范围0200MPa。补压设定功能。4、继
10、电器输出，驱动能力5A/220V。（三）毕业设计（论文）应完成的工作1、根据设计要求，查阅资料选定传感器。2、根据设计要求，拟订控制方案，确定元器件型号、参数。3、原理图及PCB设计，单片机软件、硬件调试。4、根据提供安装窗口的大小及输出接口的规定，进行机箱及操作面板、输出面板设计（出图）。5、编写该电路板工艺文件。6、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的300500个单词的英文摘要；7、完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）；8、完成毕业论文的撰写。9、导师所指定的其它工作。2、设计思路根据毕业设计任务书的设计要求，可以将此
11、设计简单理解为，应用纯硬件电路通过当前压力值和设定值来自动控制输出。这个方案是一种纯硬件控制系统，该系统优点再于速度快，抗干扰能力强，可靠性高，但控制精度低，灵活性小，线路复杂，调试安装不方便，扩展等功能困难。具体电路部分如下：1、当前压力值的采集。由于采集的是液体压力，我们可以选择液体压力传感器采集当前压力值。2、输出控制的实现。因为各路输出是上限或下限输出，因此我们可以采用设定极限值与当前值比较的方法控制各路的输出。3、由于要求多路输出，需设计多路设定比较值，因此需要通道选择。4、人机通讯部分，需显示出当前压力值和各通道设定值。5、电源部分。3、主要电路设计原理与计算3.1、传感器的选择3
12、.1.1、传感器的正确选用原则由于传感器技术的研制和发展非常迅速，各种各样的传感器应运而生，对选用传感器带来了很大的灵活性。根据前面各章内容可知，对于同种被测物理量，可以用各种不同的传感器测量，为了选择适合于测定目的的传感器，有必要讨论传感器的正确选择，并定出几条选用传感器的原则。虽然，传感器选择时应考虑的事项很多，但不必都要一一加以考虑，根据传感器实际使用的目的、指标、环境和成本等限制条件，从不同的侧重点，优先考虑几个重要的条件就可以了。例如，测量某一对象的温度适应性，要求适应0150 温度范围，测量精度为士1 ，且要多点(128点)测量，那么选用何种温度传感器呢?能胜任这一要求的温度传感器
13、有:各种热电偶、热敏电阻、半导体PN结温度传感器、IC温度传感器器等，它们都能满足测量范围、精度等条件。在这种情况下，我们侧重考虑成本低，测量电路、相配设备是否简单等因素进行取舍。相比之下选用半导体结(PN)温度传感器最为恰当。倘若上述测量范围为0400C，其他条件不变，此时只能选用热电偶中的镍铬一考铜或铁一康铜等热电偶。又如，需要长时间连续使用传感器时，就必须重点考虑那些经得起时间变化等方面长期稳定性好的传感器;而对化学分析等时间比较短的测量过程，则需要考虑灵敏度和动态特性均好的传感器。总之，选择使用传感器时，应根据几项基本标准，具体情况具体分析，选择性能价格比高的传感器。(1)选择传感器时
14、应从如下几方面的条件考虑:一、与测量条件有关的因素(1)测量的目的;(2)被测试量的选择;(3)测量范围;(4)输人信号的幅值、频带宽度;(5)精度要求;(6)测量所需要的时间。二、与传感器有关的技术指标(1)精度;(2)稳定度;(3)响应特性;(4)模拟量与数字量;(5)输出幅值;(6)对被测物体产生的负载效应;(7)校正周期;(8)超标准过大的输人信号保护。三、与使用环境条件有关的因素(1)安装现场条件及情况;(2)环境条件(湿度、温度、振动等);(3)信号传输距离;(4)所需现场提供的功率容量。四、与购买和维修有关的因素(1)价格;(2)零配件的储备;(3)服务与维修制度、保修时间;(4
15、)交货日期。以上是有关选择传感器时主要考虑的因素。为了提高测量精度，应注意平常使用时的显示值应在满量程的50%左右来选择测量范围或刻度范围。选择传感器的响应速度，目的是适应输人信号的频带宽度，从而得到高信噪比。精度很高的传感器一定要精心使用。此外，还要合理选择使用现场条件，注意安装方法，了解传感器的安装尺寸和重量等，并且注意从传感器的工作原理出发，联系被测对象中可能会产生的负载效应问题，从而选择最合适的传感器。由以上原则，在此我选用电阻式液体压力传感器。电阻式传感器是将非电量(如力、位移、形变、速度和加速度等)的变化量，变换成与之有一定关系的电阻值的变化，通过对电阻值的测量达到对上述非电量测量的目的。电阻式传感器主要分为两大类:电位计(器)式电阻传感器以及
