基于嵌入式系統(tǒng)的熱分析儀器測控系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展，分析儀器呈現出數字化、智能化、自動化、集成化和網絡化的發(fā)展趨勢。研究的聯(lián)合型熱分析儀器(FRC)就是這種趨勢下的產物，FRC是一種在程序控制溫度下，測量被測物質的熱重(TG)、差熱(DTA)與溫度關系的一種高精度分析儀器，是質量控制、技術鑒定和科學研究所必需的基本設備。溫度程序是在單片機的控制下，實現對加熱爐的持續(xù)加溫、恒溫、降溫作用，以達到對分析物質的相變、分解、化合、脫水、吸附、解析、溶化、凝固、

2、升華、蒸發(fā)，通過這種高科技技術來提升由北京光學儀器廠生產的WCT系列熱分析儀器，使熱分析儀器測試準確可靠，減小了其外觀尺寸，方便維護，成本低廉。 通過分析聯(lián)合型熱分析儀器(FRC)的工作原理，研究基于單片機的嵌入式技術在儀器設計上的運用和闡述聯(lián)合型熱分析儀器的性能要求及參數指標，來達到如何使用現代技術手段開發(fā)熱分析儀器的目的，因此論文重在介紹新技術、新方法在對聯(lián)合型熱分析儀器(FRC)開發(fā)時的技術運用。 設計的FRC熱分

3、析儀器下位機硬件系統(tǒng)是以C8051F020單片機和24位A/D轉換器ADS1216為核心的一體化數據采集控制系統(tǒng)，實現了對溫度(T)、差熱(DTA)、熱重(TG)、偏差、爐壓及溫度報警信號的采集和控制，單片機與A/D轉換器之間的通信采用結構簡單性能可靠的SPI通訊方式。設計的數據采集和信號調理電路部分采用儀用放大器AD521和抗干擾能力極強的放大器OP27，構建了采集信號的有效高精度轉換，提出了應用模糊PID控制實現了對加熱爐加熱的有效

4、控制和通過RS232串口實現了上下位機的通訊、測試過程的自動控制及測量過程中信號的采集和處理。 硬件電路部分設計和構建的同時，也編制了下位機的控制處理軟件，重點開發(fā)了ADS1216的SPI通訊控制程序、串口通訊控制程序、加熱爐加熱控制程序和加熱爐升降機構的控制程序，且下位機的軟件編寫都經過了嚴格的測試，能夠有效的完成儀器要求的各種技術指標。 開發(fā)的熱分析儀器已經在企業(yè)連續(xù)投產，產生了顯著的經濟效益。實際應用證明，開發(fā)的熱