专业课程设计

专 业 课 程 设 计

题目：锻造加热炉恒温控制器的设计

指导教师： 李 敏

一、设计内容

在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的 主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且，可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大的提高产品的质量和数量。因次，单片机对温度的控制问题。是工业生产中经常会遇到的控制问题。本次设计要求以单片机（型号自己选择）为微处理器设计一个锻造加热炉恒温控制器。 二、设计要求

1、了解锻造加热炉的工作原理和工作温度要求；

2、锻造加热炉的温度要求恒定为12000C（由传感器测出锻造加热炉的温度，与要求的温度相比较，输出的差值信号经过信号处理去控制加热装置，以调节锻造加热炉的温度，使之保持为12000C。）；

3、锻造加热炉初始温度由键盘输入，以LED显示加热炉的温度； 三、设计任务

根据测控仪器系统的构成环节多、结构复杂，任务繁重等特点，同时为了培养同学之间的合作意识，采取分组进行，对于测控仪器系统设计中的共同的东西，每位同学必须完成，然后在此基础上完成具体的技术设计工作。 共同任务：总体设计

分组：传感器的选择与信号处理系统设计任务 1、温度传感器的选择及相应的参数设计； 2、信号处理系统的设计 3、熟悉软件系统设计 4、撰写设计报告

该组成员：李俊材 陈安南 陈嘉骢 陈启荣 邓 波 杜光华 范建川

何成东 黄 强 江源钢 敬福林 黎初宁 李 超 李 龙 梁登津 廖 天 刘 斌 刘广成 刘 坤

软件系统设计任务

1、熟悉传感器与信号处理系统设计；

2、温度控制方法的选择（PID、人工神经网络、模糊控制等）；

3、管理程序设计（温度LED显示的动态刷新、扫描指示灯发、处理键盘的扫描与相应、掉电保护的处理等）；

4、控制程序设计（A/D转换、数据采样，数字处理，中值滤波、超限报警等）；

5、撰写设计报告。

该组成员：刘忠航 彭 希 蒲 泽 任路路 唐 亮 唐 晔 王春龙

吴佳涛 徐 松 杨鹏飞 张治勇 保善英 龚 姣 李 波 刘 英 沈利玲 张 艳 王家能 龙 啸

四、设计报告要求

1、设计说明书应该在设计工作的基础上独立完成，严禁抄袭，以培养良好的学术道德。

2、设计报告应包括应报告以下内容 （1）摘要 （2）绪论

（3）锻造加热炉恒温度控制器总体设计；

（4）锻造加热炉恒温控制器的硬件设计（传感器的选择，信号处理控制

电路的元器件的选择，电路系统原理图的设计）；

（5）锻造加热炉恒温控制器的软件设计（对各个子系统进行设计，包括

设计程序流程图，完整的源程序）；

（6）设计小结及参考文献（参考文献15篇以上，其中至少10篇是近五年的）；

（7）用2号图纸手绘电路系统原理图一张；

（8）设计报告要求文字简洁通顺，尽量使用专业术语，图和表都要有相

应的编号，35页以上；

（9）设计过程中的草稿纸装订好后一并交上。 五、时间安排

18周星期一至18周星期五：查阅资料，进行相关设计；

19周星期一至19周星期二：集中在设计室答疑，完成整个设计； 19周星期三至19周星期五：编写设计报告、画图。

专 业 课 程 设 计

题目：商用电子秤的设计 指导教师： 李 敏

一、设计内容

称重在经济建设与日常生活、运输贸易中起到十分重要的作用，长期以来，一直采用机械杠杆进行称重，其中包括台秤、地中衡和轨道衡等。这些机械称和机械衡器属于高精度的紧密机械，结构复杂，关键部分为支撑件，容易磨损和损坏，同时称重速度慢，效率低，不能适应现代工业生产、交通运输与贸易的要求，今年来由于电测技术和传感技术的迅速发展，出现了以称重传感器、紧密机械、微电子相结合的各种电子称，可以实现快速、准确、自动称重。因此，目前电子秤已成为衡器发展的主流。本次课程设计要求设计一台商用电子称，具体的设计要求如下：

1、基本参数

最大称重：6kg，分度值：2g，分度数：3000，最小称重：100g 2、使用环境

温度：0~40oC，湿度：<80%相对湿度，电源：AC220V?10%，50Hz 3、精度要求

0~500格：?0.5a（a—分度值），>500~2000格：?1.0a

>2000~最大称重：?1.5a，灵敏阈：1.4a，四角误差：秤盘四角示值差异不大于称重允差的绝对值，重复性：在允许绝对值范围。

4、使用功能：置零、去皮、单价设定、双面数字显示（重量、金额、单价）、设定清除、金额累计等。

三、设计任务

根据测控仪器系统的构成环节多、结构复杂，任务繁重等特点，同时为了培养同学之间的合作意识，采取分组进行，对于测控仪器系统设计中的共同的东西，每位同学必须完成，然后在此基础上完成具体的技术设计工作。 共同任务：总体设计

分组：传感器的选择与信号处理系统设计任务 1、称重传感器的选择及相应的参数设计； 2、信号处理系统的设计 3、熟悉软件系统设计 4、撰写设计报告

该组成员：陈建川 陈天华 陈 洋 邓思义 杜 渝 范进文 何钦军

黄俊芳 黄 颖 蒋 鑫 李 博 李 刚 李蒙亲 廖利升 廖玉洁 刘 璀 刘海龙刘 伟 龙承良

机械系统、软件系统设计任务

1、熟悉传感器与信号处理系统设计；

2、对电子秤的机械部分进行设计，给出装配图；

3、软件部分进行设计（A/D转换、数据采样，数字处理等）； 4、撰写设计报告。

该组成员：牟永强 蒲亚军 任 静 施 鹏 唐 琪 唐 舟 王俊林

魏 巍 徐 飞 杨 进 尹怀鑫 赵建康 边超然 辜 惠 李慧君 罗 蕾 史 丹 周利平 周小波

四、设计报告要求

1、设计说明书应该在设计工作的基础上独立完成，严禁抄袭，以培养良好的学术道德。

2、设计报告应包括应报告以下内容 （1）摘要 （2）绪论

（3）商用电子称总体设计；

（4）商用电子称硬件设计（传感器的选择，信号处理控制电路的元器件

的选择，电路系统原理图的设计）；

（5）商用电子称机械系统的设计，给出装配图和三维立体图；

（6）商用电子称的软件设计（对各个子系统进行设计，包括设计程序流

程图，完整的源程序）；

（7）设计小结及参考文献（参考文献15篇以上，其中至少10篇是近五年的）；

（8）用2号图纸手绘电路系统原理图一张；

（9）设计报告要求文字简洁通顺，尽量使用专业术语，图和表都要有相

应的编号，35页以上；

（10）设计过程中的草稿纸装订好后一并交上。 五、时间安排

18周星期一至18周星期五：查阅资料，进行相关设计；

19周星期一至19周星期二：集中在设计室答疑，完成整个设计； 19周星期三至19周星期五：编写设计报告、画图。

五、设计提示

称重传感器选电阻应变式传感器，系统的微处理器选择单片机AT89C52，其他电子元器件自己选择；

仪器精度分析提示：

用于静态称重的电子秤，其误差来源有：称重传感器的误差、电路部分（包括传感器输出信号的传输放大、变换与数据处理部分）的误差与机械承重部分的误差。针对计价称来说，由于机械承重部分比较简单，它的影响可以忽略不计。

称重传感器的误差

1、传感器的非线性误差； 2、传感器的重复性误差； 3、传感器的滞后误差；

4、温度变化引起的传感器零点变动误差； 5、温度变化引起传感器灵敏度变动误差；

6、称重传感器周围环境温度变化幅度。 电路部分的误差 1、非线性误差；

2、温度变化引起的零点漂移； 3、温度变化引起的灵敏度漂移；

4、由于时间变化引起的灵敏度变化； 5、由于时间变化引起的零点漂移； 6、由于电压变化而引起的零点漂移； 7由于电压变化而引起的灵敏度变化，

数据处理部分的误差较小，可以不予考虑。

电子秤总误差分配：70%分配给称重传感器，30%分配给电路处理部分。