燃气热水器温度控制系统

2009届本科毕业设计燃气热水器温度控制系统

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2009年4月10日

目录

摘要.............................................................................................................................................................. II 关键词............................................................................................................................................................ II

0 引言 (1)

1 工作原理 (1)

1.1电磁继电器 (1)

1.2 前向通道的工作原理 (2)

1.3放大器 (3)

A转换芯片 (7)

1.4双积分型D

1.5 独立式非编码键盘的接口 (8)

1.6 LED动态显示器接口及显示方式 (8)

1.7 89C51单片机 (11)

2 测量系统的总体结构设计 (12)

2.1 系统框图 (12)

2.2 程序流程图 (15)

3 实验结果 (18)

4 程序清单 (18)

参考文献 (18)

致谢 (18)

燃气热水器温度测量系统

摘要

单片机对独立式按键的键盘，不停的扫描读其键值。以确定是否执行相应的处理程序。微处理器的主程序是显示程序，子程序有A/D转换器的数据采集程序、键命令程序等等。在数据处理功能方面，前向通道和单片机具备标度变换功能、函数运算功能、系统误差消除功能、随机误差处理功能以及信号合理性判断功能。零标问题在测温电路的外电路中进行修正。在已知温度下调整可调电阻的阻值使输出电压U0满足25毫伏每开的关系，也就是常温25摄氏度时，测温电路的输出电压是625毫伏。

关键词

测量系统；电磁继电器；单片机；模数转换

Design of intelligent system for liquid level

measurement of railway tanker

Abstract

An intelligent system for liquid level measurement of railway tankers is designed. The system applies the capacitive differential pressure sensors to obtain liquid height of the tankers, it uses thermistor as a temperature probe to provide temperature compensation for the system，sensors output data is processed by computer after C/U conversion circuits and A/D conversion, it can show the liquid height in tankers. The experiment results show the resolution of measuring system is 1 mm and the error of liquid level is ±5 mm. The system has higher accuracy for liquid level measurements, and the system can realize the automated measurement for liguid level of railwav tankers.

Keywords

measuring system; capacitive differential pressure sensors; liquid level measurment; temperature compensation

0 引言

用单片机实现的燃气热水器温度自动控制系统可以很方便的实现家庭用水的控制，设计好电子阀门的火苗控制可以节约燃气资源，设计好不同档位的量程可以实现从零度到好几十度的温度自动显示和控制.单片机的低功耗工作方式的巧妙设置又可以节约用电，现在中央总是大提能源节约，如果综合考虑软件和硬件的整合设计，开发出既功能详细又明显节约能源的温度控制系统，那么一定有非常远大的经济和社会意义。

1 工作原理

1.1电磁继电器

继电器的电磁系统由U形静铁心、板状动铁心和电磁线圈等组成[4]。U型静铁心柱和铁厄成为一体，从而减小了装配气隙，降低了磁阻，有利于提高继电器的灵敏度。动铁心装在静铁心上方，并能绕菱形支点转动。在线圈未通电前，动铁心借反力弹簧的反力保持在释放位置上。为防止在线圈断电时，发生剩磁粘住动铁心的现象，通常在衔铁上加油非磁性垫片，非磁性垫片位于动铁心与静铁心柱之间。

线圈的作用是从电源获取能量、建立磁场。铁心的作用是加强工作气隙内的磁场，使磁通大部分沿铁心柱、铁厄、动铁心和工作气隙闭合。动铁心的主要作用是实现电磁能与机械能的转换。极靴的作用是增大工作气隙的磁导。反力弹簧用来提供反力。当线圈接通电源以后，线圈的励磁电流就产生磁场，因而产生力图使工作气隙减小的电磁吸力吸引动铁心。一旦电磁吸力大于反力，动铁心就开始运动，带动与之连接的动触头向下移动，使动触头与上面的常闭静触头分开，而与下面的常开静触头接触。最后，动铁心被持在最终位置上，即与极靴相接触的位置上。若在动铁心处与最终位置时切断线圈的电源，磁场便逐渐消失。于是，动铁心在反力作用下脱离极靴，并带动动触头返回起始位置[6]。

1)类型和系列的选用：应按被控制或被保护对象的工作要求来选择继电器的种类。然后根据灵敏度或精度要求来选择恰当的系列。在选择系列时也要注意继电器与系统的匹配性。

2)使用类别的选用：继电器的典型用途是控制交、直流电磁铁，如用于控制交直流接触器的线圈等。由于使用类别决定了继电器所控制的负载性质及通断条件，由此它是选用继电器的主要依据。

3)额定工作电压、电流的选用：继电在相应使用类别下，触头的额定工作电压和额定工作电流表征该继电器触头所能切换电路的能力。选用时，继电器的最高工作电压可为该继电器的额定绝缘电压，继电器的最高工作电流一般应小于该继电器的额定发热电流。通常一个继电器规定了几个额定工作电压，同时列出了相应的额定工作电流。

值得注意的是，有的产品样本或铭牌上，标注的往往是该继电器的额定发热电流。而不是额定工作电流，在选用时应加以区别，否则会影响继电器的使用寿命，甚至烧坏触头。

过电流继电器多用作电动机的短路保护，其选择参数主要是额定电流和动作电流两项。过电流继电器的额定电流应大于或等与被保护电动机的额定电流，其动作电流可根据电动机的工作情况，按其起动电流的1.1到1.3倍整定。如无给定数据，绕线转子异步电动机的起动电流一般按其额定电流的2.5倍考虑，笼型异步电动机的起动电流一般可按其额定电流的5到7倍考虑。

4)使用环境的选用：继电器一般为普通型，选用时须考虑继电器安装地点的周围环境温度、海拔、相对湿度、污染等级及冲击、震动等条件，以便确定继电器的结构特征和防护类型。如用于尘埃较多的场合时，应选用带笼罩的全封闭式继电器；如用于湿热带地区时，应选用湿热带型继电器，才能保证继电器的正常可靠的工作。

5)工作制的选用：工作制不同对继电器的过载能力要求也不同。例如，当交流电压继电器用于反复短时工作制时重，选用时应充分考虑这一点。继电器用于反复短时间工作制的额定操作频率通常在产品样本中有所说明，使用中实际操作频率应低于额定操作频率。