测控系统设计方法

水炉检测控制系统设计课程设计报告

目录：

第一章测试系统设计技术指标 (4)

1.1系统设计技术指标 (4)

1.2系统设计要求 (4)

第二章检测控制系统方案分析 (5)

2.1检测控制系统分类 (5)

2.2检测控制系统设计方法 (5)

2.21检测控制系统设计分析 (5)

2.22检测控制系统的设计方法 (6)

2.23数据采集系统设计与选择 (8)

2.3数据采集系统方案选择 (9)

第三章控制系统设计 (10)

3.1 继电器分类 (10)

3.2电磁继电器特点 (10)

3.3电磁继电器工作原理 (10)

3.4电磁继电器的作用 (11)

3.5电磁继电器控制电路设计 (11)

第四章检测与控制系统的的设计与调试 (12)

4.1元器件的选择 (12)

4.2水炉检测控制电路系统图 (12)

4.3硬件电路设计与制作 (12)

4.31.电桥电路的制作 (12)

4.32.放大电路的制作 (13)

4.33.AVR电路的设计与制作 (14)

4.34.继电器控制电路： (16)

4.4软件程序设计与编写 (17)

4.41.程序流程图 (17)

4.42.主要子函数： (17)

4.5电路的制作与调试 (18)

4.51.元器件的焊接： (19)

4.52.硬件的调试 (19)

第五章总结 (19)

参考文献 (20)

附表程序 (21)

第一章测试系统设计技术指标

1.1测控系统设计技术指标

测量参数

A.压力P1：0—0.8MPa

大于0.9MPa报警和控制

B.温度T1：0—90度

大于95度报警和控制

C.水位H：0—2.0M

小于1.2M报警控制

1)检测控制系统系统精度要求

小于1.0%

2)测量采用的两种记录方式

A.磁带记录方式

B.计算机记录方式

3)采集通道

3路（分别测量3个参数）

4)计算机数据采集程序系统设计语言

采用C语言

1.2系统设计要求

1)测试系统设计分析，确定最佳设计方案：选择传感器，放大器，A/D

转换器，计算机

2)计算机数据采集系统设计方案分析

3)信号采集程序设计与分析，可用C语言

4)计算机数据采集系统精度分析计算

5)测试系统要求体积小、稳定性、可靠性好

第二章检测控制系统方案分析

检测控制系统在机电一体化系统设计中，常用于报警检测控制、位置检测控制、过程检测控制、实时跟踪检测控制、状态检测控制。由于应用场合不同。控制要求的不同，设计所用的传感器及配套仪表不同，相应的检测方法、设计方案也不同。

2.1检测控制系统分类

1. 按照被控对象的分类：

①开关量控制；②电机类工作控制

2. 按照控制工作方式分类：

①直接控制工作方式；②间接控制工作方式；③实时跟踪控制工作方式

3. 按照控制参数分类：

①单路信号控制；②多参数信号控制；③综合控制方式

2.2检测控制系统设计方法

2.21检测控制系统设计分析

检测控制系统设计分析是确定检测控制系统总体设计方案的重要部分。根据所要求的检测控制系统的作用、功能、应用要求，进行全面的分析和研究。制定具体的设计方案，应考虑要解决的问题。

设计技术指标的确定

①检测控制的参数：压力、温度、水位；

②检测控制精度参数：小于1.0%；

③检测控制类型的确定：电机类工作控制；

④检测控制系统应用条件的设计：高温、高湿；

⑤检测控制系统保护方法：电源保护、干扰的抑制保护等；

⑥结构尺寸，安装尺寸的设计。

2.22检测控制系统的设计方法

1).检测控制传感器的选择

完成一个具体的测试任务或控制任务，首相要考虑能用什么原理的传感器，这需要分析许多因素后才能够决定。因为，要检测某种物理量，有多种传感器选择使用。在机电一体化检测控制系统设计中应考虑以下具体问题：

①传感器量程的大小

②传感器的体积、允许安装的位置

③安装方式，接触式还是非接触式

④信号的引出方式，有线还是非接触式测量

检测常用的传感器有电阻式、电阻应变式、光电式、电感式、压阻式、组合式等。

在检测与控制应用中，传感器量程的选择，应根据被检测的信号大小确定。考虑到传感器的线性使用范围，检测信号偶然性。所以，选择传感器量程应留余量。

传感器的频率响应特性必须覆盖被测信号的带宽，在检测信号频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有一定时间的延迟，希望延迟时间越短越好。

传感器在使用一段时间后，其性能不发生变化的性质称为稳定性。传感器在不同的环境和使用条件下其性能不发生变化的特性称为可靠性。也就是说传感器必须满足一定的使用要求，才能正常工作。

传感器的精度是保证整个系统测量精度的第一个重要环节，它处于测量系统的输入端，对整个系统的精度有直接的影响。传感器的精度越高，价格越昂贵。应在满足同一测量目的的许多传感器中选择比较便宜和简单的。

如果测试是作为定性分析用，属于相对比较的类型，选用重复精度高的类型即可，不宜选用精度高的。如果为了定量分析，必须获得准确的测量值，就需选用精度极高的传感器。

总之，根据具体使用条件，测量精度要求，选择响应精度的传感器。

综上，传感器的选择原则是：

①检测传感器量程

max 1.2

F F

；