4基于PLC的泡沫塑料自动切片机控制系统设计.doc

毕业设计说明书

单片机气体测漏仪的设计
目录
摘要 1
1 绪论 1
国内外研究概况及发展趋势 2
研究现状 2
测漏检测的发展方向 2
国内外研发的相关产品及应用 2
常用气体测漏方法 3
4
5
2 系统总体设计 6
系统整体功能介绍 6
对直压法和差压法的分析 6
本课题的主要工作 7
系统功能块的划分 7
关键技术选择 8
检测控制模块 8
人机界面的选择 8
串口通讯模块的选择 9
系统总体结构设计 9
系统总体工作模型 9
系统的总体框图 10
图2-4 系统总框图 11
本章小结 11
3 系统的硬件电路 12
压力信号采集电路的设计 12
压力变送器的选择 12
A/D转换器ADS1110 13
ADS1110与单片机的硬件连接 15
温度信号采集电路的设计 16
温度信号处理电路 16
人机界面的设计 19
键盘输入模块的设计 19
通讯模块的设计 24
串口通讯协议 24
通讯模块与单片机的接口电路 27
28
电源模块的设计 28
本章小结 29
系统主程序流程图及零点漂移的克服 29
键盘及显示模块的实现 31
键盘输入模块流程 31
压力、温度信号采集流程 33
算法的实现 34
零点漂移的克服算法 34
数字滤波算法 34
36
通讯模块的软件流程 36
自定义软件通讯协议 36
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