机电一体化毕业设计(论文)单片机气体测漏仪的设计
43页1、毕业设计说明书( 2010 届 )设计(论文)题目 单片机气体测漏仪的设计 办 学 点 (系) 连云港 (信息工程系) 专 业 机电一体化 班级 07机电(五) 学号 学生姓名指导教师 职称 助教 2011年11月1日 I目 录摘 要11 绪论11.1 国内外研究概况及发展趋势21.1.1 研究现状21.1.2 测漏检测的发展方向21.1.3 国内外研发的相关产品及应用21.2 常用气体测漏方法31.3论文主要内容与本文结构41.4本章小结52 系统总体设计62.1 系统整体功能介绍62.1.1 对直压法和差压法的分析62.1.2 本课题的主要工作72.1.3 系统功能块的划分72.2 关键技术选择82.2.1 检测控制模块82.2.2 人机界面的选择82.2.3 串口通讯模块的选择92.3 系统总体结构设计92.3.1 系统总体工作模型92.3.2 系统的总体框图10图2-4 系统总框图112.4 本章小结113 系统的硬件电路123.1 压力信号采集电路的设计123.1.1 压力变送器的选择123.1.2 A/D转换器ADS1110133.1.3 ADS1110与单片机的硬件连接1
2、53.2 温度信号采集电路的设计163.2.1 温度信号处理电路163.3 人机界面的设计193.3.1 键盘输入模块的设计193.4 通讯模块的设计243.4.1 串口通讯协议243.4.2 通讯模块与单片机的接口电路273.5电磁阀驱动模块的设计283.6 电源模块的设计283.7 本章小结294.1 系统主程序流程图及零点漂移的克服294.2 键盘及显示模块的实现314.2.1 键盘输入模块流程314.3 压力、温度信号采集流程334.4 算法的实现344.4.1 零点漂移的克服算法344.4.2 数字滤波算法344.4.3温度补偿算法364.5 通讯模块的软件流程364.5.1 自定义软件通讯协议364.5.2 校验原理分析37参 考 文 献39摘 要现代生产技术的不断进步,对检测手段提出了越来越高的要求。气密性检测作为检测方式的一种,在保证产品质量方面起着越来越重要的作用。特别是在汽车行业,能否保证汽缸的气密性,直接影响着汽车的性能。随着测漏技术的发展,气体测漏仪的研究使测漏技术得到了更广泛的应用。传统的测漏方法操作不灵活,容易产生误判,而且不利于数据的存储分析。直压式气体测
3、漏由于具有原理简单、成本较低、方便实用、干净无污染等优点,在气密性检测领域受到广泛的青睐。本文设计了一种基于干式测漏法(直接压力测试法)结合单片机技术的气体测漏仪。利用高精度A/D对压力和温度信号进行检测,通过LCD即时显示采集的压差数据,并提供了通讯接口,便于数据储存和分析。克服了传统方法易受主观因素的影响等缺点,实现了气密性检测的自动化。论文首先阐述了课题的背景以及研究现状,对各种气密性检测方法进行了比较。给出了系统的总体工作模型和总体框图。并按模块化的设计思想分别对系统的硬件电路和软件程序进行了分析。硬件电路主要包括:压力信号采集电路、温度信号采集电路、键盘及显示电路、电磁阀驱动电路、电源电路和控制电路的设计和原理分析;软件设计主要包括:主程序的实现、键值的输出采集、液晶标准接口的读写、虚拟I2C总线的实现、零点漂移的克服以及自定义通讯协议的实现。同时,给出了各程序模块的设计思想和流程图。最后根据实验结果,对实验数据进行分析,得出了系统的精度。总结了本文的特点及不足,为快速性测量提供了现实依据。关键词:测漏仪,单片机检测,自动化,人机界面1 绪论 现代生产技术的不断进步,对检测手
4、段也提出了越来越高的要求。气密性检测作为检测方式的一种,在保证产品质量方面起着越来越重要的作用。特别是在汽车行业,能否保证气缸的气密性,直接影响着汽车的性能。随着测漏技术的发展,气体测漏仪的研究使测漏技术得到了更广泛的应用,如何快速检测泄漏又称气密性试,长期以来一直是科研和实践领域的重要课题。 泄漏检测也称密封性检测,属性能指标范畴,主要用于测试被测件的气密性状态。国内外广为采用的方法为水没法,又称湿式检测法,就是将充入一定压力气体的工件浸没在水中然后由人工观察的方法,判断是否有气泡产生,并由气泡产的多少估计其泄漏程度。这种方法虽然不需要操作人员较高的技术,且不需要配备特殊设备,且还能准确找出泄漏位置,但是由于人的主观性因素的影响很容易产生误判,不能实现自动化效率很低,不能实现对泄漏的定量的判断浸水后需对工件做表面处理,防腐,烘干等处理,这样就加大了测量所需的费用很多对气密性有要求的产品,不能够采用气泡法进行测量,因此,迫切需要一种更好的方法来代替它,利用气体的性质来检测气密性的方法,就是现在常用的干式检漏法。由于泄漏造成被测件内气体质量减少,这样必然引起被测件内气体的一些参数发生变化
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