基于STM32的智能乌氏粘度仪恒温水浴温度控制系统设计-仪器科学与技术专业论文.docxVIP

基于STM32的智能乌氏粘度仪恒温水浴温度控制系统设计摘 基于STM32的智能乌氏粘度仪恒温水浴温度控制系统设计 摘 要 粘度测量在石油、化工、交通等众多国民经济领域应用广泛，是控制生产流 程、保证安全生产、评定产品质量、医学诊断和科学研究的重要手段。基于重力 式毛细管测量方法的乌氏粘度仪是测量液体粘度的常用仪器，而恒温水浴是乌氏 粘度仪的核心部件之一，其温度的准确、稳定控制为仪器的关键技术之一。 针对目前国内大部分乌氏粘度管测量仪器自动化程度不够、所需的恒温水浴 控温精度不高，而国外进口粘度测量仪器售价昂贵的现状，本文的研究基于一款 双MCU架构的智能乌氏粘度仪，其温控单元和管理单元可并行工作，测量效率 高。本文针对智能乌氏粘度仪的水浴温度控制系统进行设计和实现。 全文共分为6部分：第1章主要介绍粘度的概念及其测量方法与影响因素， 论述现有的水浴温度控制系统现状，指出本文的工作重点。第2章介绍智能乌氏 粘度仪的系统构成、工作原理以及工作流程。第3章以粘度测量国家标准《粘度 测量方法GB／T 10247．2008))规定的恒温水浴温度误差为目标，针对恒温水浴非 线性、大滞后性以及不易建模的特点，将改进型Bang—Bang控制、自校正模糊控 制和PID控制有机融合，并结合STM32F407的PWM控制方式，构建一种复合智 能控制方法，实现水浴温度的快速、准确控制，探讨控制器的参数整定方法。搭 建水浴温度控制系统仿真模型，实现仿真并对仿真结果进行分析。第4章是基于 ADC+ARM的硬件平台架构，以DSl8820、PTl00、AD7793、SSR、触摸屏MD050SD 以及LMlll7等主要器件搭建水浴温度采集与控制硬件电路、人机交互与通信硬 件电路和电源电路。第5章介绍水浴温度测控系统的软件设计，主要是数字器件 的软件驱动、水浴温度数据数字滤波软件处理、温控算法软件实现以及人机交互 与通信软件设计。第6章介绍智能乌氏粘度仪恒温水浴温度控制系统的实验与 分析。 本文设计的水浴温控系统具有加热与制冷功能，控温范围10～50℃，水浴温 度采样分辨率为0．005℃，水浴温度控制准确度达0．05℃。这些研究工作对智能 乌氏粘度仪恒温水浴工程化应用具有一定的参考意义。 关键词：智能乌氏粘度仪；1亘温水浴；温度；复合智能控制；STM32F407 万方数据 硕士学位论文Ab 硕士学位论文 Ab stract Fluid viscosity measurement plays an important role in the petroleum，chemical， transportation，and other areas of national economy．Ubbelohde viscometer is commonly used instrument for measuring liquid viscosity based on gravity capillary measurement method．Thermostatic water tank is one of the key components of Ubbelohde viscometer，and its temperature control is the key technology of viscometer． Both the automation degree of Ubbelohde viscosity tube measuring instrument and the temperature control accuracy of thermostatic water tank are not enough high． Also imported viscosity measuring instrument is SO expensive that an intelligent Ubbelohde viscometer based on dual MCU architecture is designed by this issue． Temperature control unit and management unit can work in parallel SO that measurement efficiency i s improved．The control system on temperature of thermostatic water tank of intelligent Ubbelohde viscometer is designed by this article． This paper is divided into six