鍋爐給水ph值檢測系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)生姓名:學(xué)號：學(xué)院:自動化工程學(xué)院班級:測控102題目:電廠鍋爐給水pH值檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師職稱:指導(dǎo)教師：職稱:2013年5月31日目錄1.課題意義12.設(shè)計(jì)方案12.1總體流程12.2各模塊設(shè)計(jì)12.2.2信號調(diào)理電路22.2.3采集電路模塊32.2.4單片機(jī)模塊52.2.5單片機(jī)與ADC0809接口電路72.2.6LED顯示裝置82.2.7報(bào)警模塊92.2.8鍵盤模塊92.2.9系統(tǒng)總體電路圖103.主程序流程圖114報(bào)警電路流程圖125.元器件清單136.心得體會147.參考文獻(xiàn)141.課題意義在工業(yè)生產(chǎn)中必須使pH值嚴(yán)格控制在特定范圍內(nèi)，否則會導(dǎo)致生產(chǎn)不能順利進(jìn)行，

2、原料浪費(fèi)，甚至造成環(huán)境污染，pH值控制過程廣泛存在于石油、化工、廢水處理及鍋爐給水處理中，對它的重視，可以避免造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，經(jīng)濟(jì)效益下降，對工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。本次課程設(shè)計(jì)討論的是鍋爐給水PH值檢測裝置。2.設(shè)計(jì)方案鍵盤2.1總體流程LED顯示裝置串口通信超限報(bào)警單片機(jī)模塊信號采集模塊信號調(diào)理電路PH傳感器圖1總體流程方案2.2各模塊設(shè)計(jì)2.2.1PH傳感器選型依據(jù)（1）具有將被測量轉(zhuǎn)換為后續(xù)電路可用電量的功能。PH值傳感器利用點(diǎn)位測定法將離子濃度這一被測量轉(zhuǎn)換為電動勢輸出。（2）轉(zhuǎn)換精度符合整個測試系統(tǒng)根據(jù)總精度要求而分配給傳感器的精度指標(biāo)。本次課程設(shè)計(jì)要求測量范圍是0.00-14.

3、00，精度要求為0.07。（3）能滿足被測介質(zhì)和使用環(huán)境的特殊要求。要求測得給水口水樣的PH值。（4）能滿足用戶對可靠性和可維護(hù)性的要求。[4]根據(jù)以上要求，通過相關(guān)書籍的查找確定使用PH-DIN型PH值傳感器作為本次設(shè)計(jì)的傳感器。13pH值傳感器的工作原理在傳感器內(nèi)部的pH放大器是一個能通過數(shù)據(jù)采集器監(jiān)測的有標(biāo)準(zhǔn)pH電極的電路。傳感器連接線的末端是一個BTA插頭或一個5-針的DIN插頭來與數(shù)據(jù)采集器連接。在pH7緩沖溶液中，它將產(chǎn)生一個1.75伏特的電壓。pH值每增加1，電壓增加0.25伏。pH值每減少1，電壓降低0.25伏。這個凍膠填充的pH值傳感器的設(shè)計(jì)測量范圍為：0到14。2.2.2

4、信號調(diào)理電路運(yùn)算放大電路。輸入電壓UI加到運(yùn)放的同相輸入端，所以輸出端電壓UO與UI同相。根據(jù)虛短的概念，有運(yùn)放反相輸入端電位UN等于同相端電位UP，同相端電位UP就是輸入端信號電壓UI，有根據(jù)虛斷的概念，流入運(yùn)放輸入端的電流為零，因此有If=Ir（1）有以上分析可知，UI和UO在電阻R3和R5支路上的分壓，即UI=R3U0/（R3+R5）（2）上式表明該電路的輸出電壓與輸入電壓成比例，比例系數(shù)為K=1+R5/R3（3）從放大電路角度看同相輸入比例放大電路，也是輸出電壓與輸入電壓同相的放大電路，其電壓放大倍數(shù)為AU=1+R5/R3（4）在實(shí)際電路中通常在運(yùn)放的同相輸入端加以平衡電阻R6。有虛

5、斷的概念在運(yùn)放的輸入端沒有電流流過，因此沒有電流流過R6,在他上面也沒有壓降，仍有同相端的電位VP=UI，所以加了R6后電路輸入輸出關(guān)系不變[1]。如圖2所示圖2調(diào)理電路132.2.3采集電路模塊1.A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換顧名思義把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，模擬量可以是電壓，電流等電信號也可以是壓力，溫度，濕度燈非電信號但在A/D轉(zhuǎn)換之前輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號必須經(jīng)各種傳感器把物理量轉(zhuǎn)換成電壓信號，A/D轉(zhuǎn)換后輸出的數(shù)字信號可以有8位，16位，10位等[5]。2.A/D轉(zhuǎn)換器分類：（1）逐次比較型（2）積分型（3）并行比較/串行并行比較（4）Σ-?調(diào)制型（5）電容陣列逐次比較型（6）壓

6、頻變換型ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位主次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由單一的5V電源供電。片內(nèi)帶有鎖存功能的8選1的模擬開關(guān)由CBA的編碼決定所選通道。3.逐次比較法：采用逐次比較法的A/D轉(zhuǎn)換器是由一個比較器，D/A轉(zhuǎn)換器，緩沖寄存器及控制邏輯電路組成，基本原理是從高位到低位逐位試探比較。轉(zhuǎn)換過程，初始化時將逐次逼近寄存器各位清零；轉(zhuǎn)換開始時現(xiàn)將逐次逼近寄存器的最高位置1送入D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后生成模擬量送入比較器稱為V0與送入比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量比較，若V0

7、/A轉(zhuǎn)換器輸出V0再與Vi，若V0