主要针对系统要求和特点,对硬件进行了全面分析和设计。首先,提出系统性能要求和特点,针对这些设计了系统硬件总体结构。其次,分析了主模块器件的选型以及所选单片机的特点。围绕系统功能要求和单片机特点对系统各个硬件模块进行设计。主要包括:人机接口模块设计、输入通道模块设计、输出通道模块设计、调试接口模块设计和通讯模块。最后,为提高整个系统稳定性和可靠性,采取了硬件抗干扰措施。由于硅碳棒传感器的输出电压与被测温度之间的特性曲线呈现非线性,因此由硅碳棒输出电压求取对应的温度值时,常采用软件查表法或计算法。所谓查表法是把硅碳棒的分度表存放在微型机的内存储器中,然后用程序进行查表或插值计算。但若表格太长占用内存过多时不但浪费内存,而巨查表时间也长,在这种情况下通常采用简单的、能够满足具体精度要求的分段线性化公式代替分度表,然后由程序计算结果。这部分的原理是,将硅碳棒分度表分为数段,分段的标准是保证该区间内的线性化方程满足精度要求,精度越高所分的段数越多,这样硅碳棒分度表就可以以多段线性化方程表示IEC584-1标准中给出的温度t与热电势E的解析表达式形式为E=yr(t)(5-4 )yr(t)为一阶次较高的多项式函数或者是为一阶次较高的多项式函数加一指数函数复合而成。由式(5-4)表明,如果已知温度t,则可以确切地计算出热电势E。但在过程检测与控制系统中,常需要在已知热电势E时,反过来求取被测温度t,即t =(E)由于式(S-4 )为一高次方程或超越方程,通常需借助计算机,用某些迭代法或试差法求其似值,这需要较长的计算时间才能完成,因而满足不了工业过程实时控制的需要.所以,有必要寻找低阶多项式来拟合r = f(E)。本研究根据最小二乘法原理,并采用计算机自动分段算法,分别对铂锗to一铂(s),镍铬一镍硅闪、铜一康铜(T)、镍铬一康铜曲、铁一康铜(刀、铂锗13一铂冈、铂锗30一铂锗6仍)等七种常用标准型硅碳棒进行了二阶多项式拟合,拟合精度为0.10C最小二乘法拟合原理式((5-9)是关于af(j二0,1,2,,m)的线性方程组,只要它的行列式不等于零,就可以唯一确定并解得式(< 5-5 )中所需的系数a利用最小二乘法对硅碳棒特性曲线进行线性拟合,其算法简单,但拟合精度难以进一步提高。因此,采用了二阶多项式拟合,以满足高精度拟合的要求。www.sdzygw.com |