提高皮革收縮溫度測定儀性能的研究.pdf

1、皮革收縮溫度（shrinkage temperature，通常用Ts表示）是皮革行業(yè)中表示皮革熱穩(wěn)定性能的重要參數(shù)，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是實驗研究，這一參數(shù)都被頻繁檢測和使用。皮革收縮溫度測定儀就是一類專門用來測量皮革收縮溫度的檢測儀器，其發(fā)展趨勢是自動化、電子式、數(shù)字化。為了適應(yīng)科學(xué)研究尤其是以生物科學(xué)、仿生學(xué)和醫(yī)學(xué)為代表的新興高科技產(chǎn)業(yè)對測量精度和性能的更高要求，本論文以MSW-YD4型數(shù)字式皮革收縮溫度測定儀為主要研究對象，針對影響儀

2、器對皮革收縮溫度測量結(jié)果的主要因素進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。
　　對多年來用戶反饋意見進(jìn)行分析和實際調(diào)試經(jīng)驗表明，溫度傳感器的非線性誤差是影響皮革試樣收縮溫度測量結(jié)果的主要因素，因此也就成為本文重點研究的內(nèi)容;在此基礎(chǔ)上又對恒速升溫控制系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計和優(yōu)化，并研究改進(jìn)了儀器與上位機通過USB進(jìn)行通信的方法。
　　主要的研究內(nèi)容和改進(jìn)措施如下:
　　1)對溫度傳感器AD590的工作特性進(jìn)行試驗測量;

3、考慮到儀器中各部件對溫度傳感器輸出信號的影響，又繪出儀器相應(yīng)的整體最終顯示溫度值的誤差曲線。針對其中所表現(xiàn)出來的溫度信號采集非線性誤差問題，建立一個SISO（Single Input Single Output，單輸入單輸出）的3層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對帶有誤差的特性曲線進(jìn)行曲線擬合進(jìn)而降低誤差，采取“離線訓(xùn)練、在線調(diào)節(jié)”的方法將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型運行在單片機中，同步實現(xiàn)溫度信號采集的非線性誤差補償，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方面則提出了標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練法結(jié)合模擬退火思

4、想的退火神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法并取得了很好的效果。
　　2)分析了皮革試樣的水浴加熱過程，經(jīng)過對原有的反饋閉環(huán)控制加熱的動態(tài)過程進(jìn)行誤差分析后，結(jié)合自由升溫狀態(tài)下的加熱特性重新設(shè)計了一種定量的升溫控制策略，這種方法建立在溫度傳感器的良好線性度情況下，通過雙向可控硅的通斷控制改變加在加熱部件上的電源電壓周波數(shù)進(jìn)行調(diào)控，一旦給定功率后就很少對加熱過程進(jìn)行干預(yù)，而只在預(yù)定時刻進(jìn)行校正，使溫度控制更加準(zhǔn)確且有效率，升溫過程平滑無波動。
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5、)針對目前計算機上USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）接口逐漸取代串口的發(fā)展趨勢，研究了單片機與上位機的USB通信的工作原理及相應(yīng)結(jié)構(gòu)。考慮到該機型已經(jīng)被市場廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀，根據(jù)實際需要首先采用對原串口通信進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法，通過轉(zhuǎn)接芯片CP2101在只附加一個擴(kuò)展芯片的情況下實現(xiàn)將串口輸出轉(zhuǎn)換成USB協(xié)議數(shù)據(jù)后直接發(fā)送，在此基礎(chǔ)上又討論了使用USB總線接口芯片CH372直接利用單片機控制USB數(shù)據(jù)通信。