智能数字显示仪表
【摘要】智能仪表是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器。它的出现，极大的扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、低功耗等优势，迅速的在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的使用。智能电子系统，其单片机硬件部分都是相似的，一般是由如下硬件电路组成：单片机最小系统（单片机、电源、晶振、复位、编程调试接口等）。开关量2 、输入与输出电路。模数与数模转换电路。通信接口（UART （SCI）SPI、C 、I（SMBus）CAN、USB、TCP/IP、ZigBee 等）。显示电路（LED 数码管、LCD等）。控制电路（继电器、晶闸管等功率输出电路）。而软件部分就是使单片机中运行的程序（算法），程序通过单片机与单片机的引脚指挥各个硬件电路部分，进而控制各种各样的对象，实现对象控制的自动化与智能化。单片机技术的落脚点就是实现电子系统智能化，换句话说，就是开发控制各种对象的智能电子产品。本课程设计以工业控制中使用的温度监测智能仪表为例，介绍单片机在电子系统智能化方面的应用。
1、设计目的和原理
设计题目：实现智能数字显示仪表。要求 8 位数码管显示位显示测量值，位显示设定值）（4 4 ， 4 输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）适配 E 型（镍铬-铜镍）热电偶，测温范围为 0℃~700℃。采用比例控制、并。用晶闸管移相驱动1000W 电加热器（电源电压为 AC220V）。
设计目的：单片机综合练习是一项综合性的专业实践，目的是让学生在所学知识的基础上，结合工程实际，加以消化和巩固，培养学生的综合运用知识的能力、动手实际的能力和工程实践能力，为以后的工作实践打好良好的基础。
设计原理：由热电偶送来的电信号一方面通过 AD 转换成数字信号供单片机处理后进行数字显示，另一方面传输到调节器比较运算，输出一个需要的控制信号与给定匹配。
2、硬件设计
本设计采用 STC89C51 单片机实现智能测温仪表。由题目可知，该测温仪表 需要如下电路模块：（1）单片机电路（包括单片机
最小系统、ADC 、数码显示、按键、LED 灯、 电源等）。（2）E 型（镍铬-铜镍）热电偶信号调理电路（3）加热功率驱动电路。
原理框图
智能仪表单片机电路由 STC89Ｃ51 单片机电路、按钮、数码管、LED 显示、 串行通讯口、电源、ADC 、DAC 、E2PROM 、热电偶、功率输出等电路组成
。
控制板面图：
上排数码管显示设定值，下排数码管显示测量值。第一个按钮选择功能设置，第二个数码管选择，第三个数值加，第四个数值
减。四个LED 显示灯显示系统的各个运行状
态
基本电路模块：总框图
单片机最小系统：
STC89C51 单片机最小系统包含51单片机、晶振电路、复位电路、电源电路。 单片机可采用11.0592MHz 或12MHz 的晶振， 外置电源可以采用市售开关电源12V 直流，稳压模块采用7805芯片，采用单片机上电复位的方式，还有上电指示灯。
蜂鸣器电：
NPN 型三极管驱动蜂鸣器产生报警提示，单片机 P1.6 口控制
串行存储 串行存储器电 ：
串行存储器芯片 24C02 用于保存设定值。该芯片具有 I2C 接口，连接单片机 P0.0
与 P0.1 引脚，采用软件方法模拟 I2C 接口。
数码管电 ：
具有两排各四个数码管显示，采用四位一体数码管，分别显示测量值和设定 值，数码管由 2 块 74HC595 串入并出锁存器
驱动，因此只需要 3 个单片机引脚， 采用动态扫描数码管驱动法。
按键电 ：
根据需要接按键于单片机相关引脚上，低电平有效。可用作功能选择按钮、 数值
加一按钮、数值减一按钮等。
LED 电 ：
LED 显示灯用于显示报警、动作等，直接连接到单片机相关引脚，低电平有效。
ADC 电 ：
由于 51 单片机内部没有AD 资源，因此扩展了10位ADC 芯片 TLC1549， TLC1549
与单片机的 P1.0、 P1.1、 P1.2 引脚连接，连接器 J1用于模拟信号的输入。
DAC 电 ：
同样， 系统扩展了 DAC 芯片 TLC5615,该芯片采用+5V 模拟电压分压作为参考 电压，DAC 输出范围可达 0.25~4.75V ，单片机
采用 3 个引脚与该芯片连接，软件 模拟芯片时序，将数据输出到 TLC5615.
通讯电 ：
使用 MAX232 组成电平变换电路，可以实现在系统编程（ISP ）或实现单片 机与 PC
机之间的通讯。P3.0 与 P3.1 连接有交叉 开关，可以实现端口复用。
热电调电：
E 型热电偶信号调理电路如上图所示。
镍铬—铜镍热电偶 压簧固定式热电偶，铜镍热电偶、工业用装配式热电偶作为测量温度的传铜镍热电偶 感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可
以直接测量各种 生产过程中从0℃～1800℃范围内的液体、 蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
分度表：
该电路利用1N4148的负温度系数实现热电偶冷端补偿。为保证 0℃时输出 电压为 0V ，电路中采用了负电源。第一个运放组成的电路实现冷端温度补偿，其中 RP0 调节电路零点，由于二极管在反馈通路中，运放输出电压随温度升高而上升， 温度系数为
2mV/℃,经过 R5 与 R6 分压后的温度系数为 0.017mV/℃,正好与 R13 热电偶温度系数近似。第二个运放用于信号方法， 发达倍数约为 160。74HC14 组成的多谐振荡器、二极管和电容构成负电源电路，该电路向 LM258 提供负电源。
0℃~700℃对应线性输出 0~1.9V 。
电加热器电 ：
单片机引脚为低电平时，在交流220V 电压移相时，MOC3022 触发双向晶闸管接通
1000W 电加热电源。
控制器方案：
比例控制(P)是一种控制算法， 其输出量 out 与温度偏差 e=SV-PV 成比例关系， 写成数学公式是：
out= kp * e+out0
式中，e 是测量温度值 PV 与设定温度值 SV 之间的偏差，Kp 是比例系数。out 是 输出
量。out0 是对应 e=0 时的控制量，可由人工确定，通常取输出控制量的 1/2。
3、软件设计及注释
判断。下图只是列出执行的整体框架：软件流程图：描述了软件算法的执行过程。
有开始、有结束，有条件分支选择，有正常
几种液位计的原理与选型． 磁翻柱液位计 主要原理 磁翻柱液位计也称为磁翻板液位计，它的结构主要基于浮力和磁力原理设计生产的。带有磁体的浮子（简称磁性浮子）在被测介质中的位置受浮力作用影响。液位的变化导致磁性浮子位置的变化、磁性浮子和磁翻柱（也成为磁翻板）的静磁力耦合作用导致磁翻柱翻转一定角度（磁翻柱表面涂敷不同的颜色），进而反映容器内液位的情况。 配合传感器（磁簧开关）和精密电子元器件等构成的电子模块和变送器模块，可以变送输出电阻值信号、电流值（4～20mA）信号、开关信号以及其他电学信号。从而实现现场观测和远程控制的完美结合。 适用范围及特点 本液位计采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：设计合理、结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。 本液位计输出信号多样，实现远距离的液位指示、检测、控制和记录。 本液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制。可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。 磁浮球液位计（液位开关） 主要原理 磁浮球液位计（液位开关）结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串联入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。 该液位计可以直接输出电阻值信号，也可以配合使用变送模块，输出电流值（4～20mA）信号；同时配合其他转换器，输出电压信号或者开关信号（也可以按照客户需求转换器由公司配送）。从而实现电学信号的远程传输、分析与控制。 适用范围及特点 本产品采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。 本产品几乎可以适用与各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制，可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。 防爆浮球液位开关 主要原理 防爆浮球液位开关，也称为防爆浮球液位控制器。它是专门为爆炸性环境中使用而设计制造的液位控制仪表，本产品是基于浮力原理和杠杆原理设计的，当容器内液位发生变化时，浮球的位置将随液位的变化而变化，浮球的这种位移将通过杠杆作用于微动开关，进而由微动开关产生开关信号。 适用范围及特点 本产品采用优质材料和进口电子元件，使产品具有：设计合理、结构简单、使用方便、性能
各类阀门选型步骤与依据方法 1、阀门的定义： 阀门是流体管路的控制装置，在石油化工生产过程中发挥着重要作用。主要具备几大作用：接通和截断介质；防止介质倒流；调节介质压力、流量；分离、混合或分配介质；防止介质压力超过规定数值，保证管道或设备安全运行。 2、阀门的分类： 按用途和作用分类： 截断类：主要用于截断或接通介质流。如闸阀、截止阀、球阀、碟阀、旋塞阀、隔膜阀止回类：用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。 调节类：调节介质的压力和流量如减压阀、调压阀、节流阀 安全类：在介质压力超过规定值时，用来排放多余的介质，保证管路系统及设备安全。 分配类：改变介质流向、分配介质，如三通旋塞、分配阀、滑阀等 特殊用途：如疏水阀、放空阀、排污阀等 按压力分类： 真空阀——工作压力低于标准大气压的阀门。 低压阀——公称压力PN 小于1.6MPa的阀门。 中压阀——公称压力PN 2.5~6.4MPa的阀门。 高压阀——公称压力PN10.0~80.0MPa的阀门。 超高压阀——公称压力PN大于100MPa的阀门。 按介质工作温度分类： 高温阀——t 大于450℃的阀门。 中温阀——120 ℃小于t 小于450 ℃的阀门。 常温阀——-40 ℃小于t 小于120 ℃的阀门。 低温阀——-100 ℃小于t 小于-40 ℃的阀门。 超低温阀——t 小于-100 ℃的阀门。 按阀体材料分类： 非金属阀门：如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门 金属材料阀门：如铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门及铜合金阀门等。 按公称通径分 小口径阀门：公称通径DN<40mm的阀门。 中口径阀门：公称通径DN50~300mm的阀门。 大口径阀门：公称通径DN350~1200mm的阀门。 特大口径阀门：公称通径DN≥1400mm的阀门 按与管道连接方式分可分为： 法兰连接阀门：阀体带有法兰，与管道采用法兰连接的阀门。
目录 第1章数显仪表工作原理 (2) 1.1数字式显示仪表的基本构成 (2) 1.2数字仪表的主要技术指标 (3) 1.3线性化问题 (4) 1.4信号的标准化及标度变换 (5) 第2章数显仪表的制作 (6) 2.1 总电路图如下图 (6) 2.2 ICL7107双积分A/D转换器 (6) 2.3 MC1403 (8) 2.4 LM324 (9) 2.5 LED显示器 (9) 第3章数显仪表的安装 (10) 3．1 数显部分的安装 (10) 第4章结论与体会 (11) 参考文献 (12)
第1章 数显仪表工作原理 1.1数字式显示仪表的基本构成 1.1 数字式显示仪表的基本构成 数字仪表的出现适应了科学技术及自动化生产过程中高速、高准确度测量的需要，它具有模拟仪表无法比拟的优点。数字仪表的主要特点有： 准确度高 分辨力高 无主观读数误差 测量速度快 能以数码形式输出结果 在生产过程中大量的工艺参数，经过变送器变换后多数是转换成相应的电参量的模拟量。因此，对数字显示仪表所要求的模数转换装置，都以电信号为输入量，由此可见数字式显示仪表实际上是以数字电压表为主体组成的仪表。 图1-1 数字显示仪表的方框图 数字仪表按工作原理分为：不带微处理器和带微处理器的。其原理图如图1-1所示。不带微处理器的仪表，通常用运算放大器和中、大规模集成电路来实现；代微处理器的仪表，是借助软件的方式来实现原理框图中的有关功能。 在生产过程中要求显示仪表反映的显示制式被测参数的函数，并且要求能自动地补偿其他干扰因素（如室温等）。这些函数关系有些是线性的，但多数是非线性的。为了将被测参数以绝对值的形式和量纲反映出来，对显示仪表就必须将被测参数进行一些的运算、处理及非线性补偿、同时补偿其他参数对被测参数的影响。在一般模拟量显示仪表中，对被测参数与显示值之间的非线性函数关系，可以采用非等分标尺等方法方便地加以解决。对各种不同的量限的转换系数可以 测量 电路 电平放大 比较环节 非线性校正及A/D 转换 设定 机构 译码、驱动、显示 控 制 逻 辑 控制模式 信号输出 传感器
检测仪表（元件）及控制阀选型的一般原则 ①工艺过程的条件 工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 ②操作上的重要性 各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说，对工艺过程影响不大，但需经常监视的变量，可选指示型；对需要经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式；而一些对工艺过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制；对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算；一些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。 ③经济性和统一性 仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能／价格比。 为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。 ④仪表的使用和供应情况 选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的；同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。
仪表选性手册 物位仪表在选型时，与压力、流量等仪表有很大不同。物位测量的现场工况千差万别，很难设计出能满足所有工况应用的物位仪表。 在非接触式物位测量仪表中，超声波物位计和雷达物位计是两大主流仪表。这两类仪表各有特点，只有充分了解仪表特点及应用条件，才能做到选型合理，充分利用仪表的测量性能。 超声波物位计 传感器发出的超声波碰到被测介质被反射，反射回波的质量反映了物位计应用效果。回波质量定义为最小回波幅度（在最恶劣条件下回波幅度）比最大噪声幅度（虚假回波、多径反射回波等的幅度）。回波质量数值越大，物位计应用效果越好。 超声波物位计工作频率及测量性能：传感器高频(40-70KHz)工作时，传感器的尺寸小，盲区小，方向性好，精度高，但其声波衰减快，传播介质（空气）波动时穿透性差，测距较小。传感器低频(10-20KHz)工作时，传感器尺寸大，盲区大，方向性不好，精度低，其优势是声波衰减慢，传播介质（空气）波动时穿透性较好，测距 稍远。 超声波的回波强度主要受以下两个因素影响： １.传播介质越稳定越有利于传播。
1 仪表阀门选型，最怕的就是闪蒸，气蚀，空化，和噪音！这三样东西，直接影响阀门的寿命，严重的话，不到半个月你的阀座和阀芯九烂掉了，甚至可以把阀本体给冲烂了！ 1、空化：液体内局部压强降低到液体的饱和蒸气压时，液体内部或液固交界面上出现的蒸气或气体空泡的形成、发展和溃灭的过程。 2、气蚀：又称穴蚀。流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区，在此形成空穴，空穴在高压区被压破并产生冲击压力，破坏金属表面上的保护膜，而使腐蚀速度加快。气蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点，然后逐渐扩大成洞穴。 3、闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水。形成原因：当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。然而，如果在一定压力下加热水，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。实际情况：闪蒸在管道系统中出现，容易对阀门产生汽蚀损坏，可以选择反汽蚀高压阀，其特点是多次节流分摊压差，也可以选用耐汽蚀冲刷材料。闪蒸也可以作为能源，被
利用在热力发电厂中锅炉排水的回收和地热发电中。 4噪音：噪音是由于阀门前后压差过大而产生的，也和气蚀空化闪蒸等有关，所以危害特别大，要特别注意，噪音一般要求不大于85分贝 2 汽蚀和闪蒸 汽蚀是材料在液体的压力和温度达到临界值时产生的一种破坏形式,分为闪蒸和空化两个阶段。闪蒸是一种非常快速的转变过程,当流体流经调节阀时,由于阀座和阀瓣形成局部收缩的流通面积,产生局部阻力,使流体的压力和速度发生变化(见图1) 。当压力为P1 的流体流经节流孔时,流速突然急剧增加,静压骤然下降,当孔后压力P2 在达到该流体所在情况下的饱和蒸汽压力Pv 前,部分流体汽化成气体,产生气泡,形成气液两相共存现象,称为闪蒸阶段,可见它是一种系统现象。调节阀不能避免闪蒸的产生,除非系统条件改变。而当阀门中液体的下游压力又升回来,且高于饱和压力时,升高的压力压缩气泡,使之突然破裂,称为空化阶段。在空化过程中饱和气泡不再存在,而是迅速爆破变回液态。由于气泡的体积大多比相同的液体体积大。所以说,气泡的爆破是从大体积向小体积的转变。空化是一种从液态→饱和→液态的转变过程,它不同于闪蒸现象。 汽蚀过程中气泡破裂时所有的能量集中在破裂点上,产生几千牛顿的冲击力,冲击波的压力高达2 ×103 MPa ,大大超过了大部分金属材料的疲劳破坏极限。同时,局部温度高达几千摄氏度,这些过热点引起的热应力是产生汽蚀破坏作用的主要因素。闪蒸产生侵蚀破坏作用,
智能仪器设计课程设计 8. 试设计智能仪表 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配Cu100热电阻，测温范围为0℃~150℃。采用位式（两位、三位，具有滞环）控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。 《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明： 如下设计题目应该在课程开始时布置，并在教学中安排时间，以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目，并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目，都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节，根据设计智能仪表产品的课程改革目的，特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目，满足教学需求。课程题目小，学生容易学，上手快，可以在短时间走完智能仪表设计的全过程，学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 （1）正确理解设计题目，经过查阅资料，给出正确设计方案，画出详细仪表原理框图（各个功能部分用方框表示，各块之间用实际信号线连接）。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料，例如传感器（热偶分度表等）、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上，给出设计方案（选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等，简要说明选择的理由） （2）用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 （3）设计PCB图 在画PCB前应该购买元件，因为有了元件才知道封装尺寸，但也可以不购买元件，只到元件商店测量实际元件尺寸后，画封装图。 （4）熟悉单片机内部资源，学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 （5）采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求，确定仪表需要完成的任务（功能），然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明，并有详细注释。 说明：若是不安装实验板或是最小系统板，就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件（随意下载）仿真，则学习效果将大打折扣。 2．设计（考试）说明书 说明书内容： （1）封面内容： 《智能仪器设计基础》考试题 题目号：
安全阀的介绍与选用 一概述 安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全，并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时，总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。 二、定义 所谓安全阀广义上讲包括泄放阀，从管理规则上看，直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上，其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门，狭义上称之为安全阀，其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似，二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质，以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性，人们在使用时，往往将二者混同，另外，有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此，二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多间题。如果要将二者作出比较明确的定义，则可按照《ASME 锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解： （l）安全阀（Safety Valve）一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合，如图1。
（2）泄放阀（Relief Valve），又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。如图2所示。 （3）安全泄放阀（Safet Relief Valve），又称安全溢流阀一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。以日本为例，给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少，一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全
阀，安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过，若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看，设备上安全保障的重要部分，指定使用安全阀，如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合，都需要安装泄放阀或安全阀。如此看，安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外，从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中，对安全排放量的认定和规定来看，我们把保证了排放量的称之为安全阀，而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。 三、选型 1．分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作，弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的，一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式，蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式，在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可以用作手动紧急泄压用，如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作，但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。
目录 第一章数显仪表的工作原理 (1) 1.1数字显示仪表的基本构成 (1) 1.2数字仪表的主要技术指标 (2) 1.3线性化问题 (3) 1.4信号的标准化及标度转换 (3) 第二章数显仪表的制作 (5) 2.1ICL7107双积分A／D转换器 (5) 2.2MC1403 (9) 2.3LED显示器 (9) 第三章数显仪表的安装 (11) 3.1数显部分的安装 (11) 3.2电源部分的安装 (11) 第四章结论与体会 (13) 参考文献 (14)
第一章 数显仪表的工作原理 1.1数字显示仪表的基本构成 20世纪50年代初，世界上出现了世界上出现了第一台数字显示仪表。数显仪表的构成如图1-1所示。 图1-1数字显示仪表的基本构成 模-数转换器是数字仪表的核心，以它为中心，将仪表分为模拟和数字俩部分。 仪表的模拟部分一般设有滤波、前置放大器和模拟开关等环节。来自传感器或变送器的统一电量信号一般都比较微弱，并且包含着在传输过程中产生的各种干扰成分，因此在将其转换成数字量之前，首先要进行滤波和放大。前置放大器就是用来提高仪表的灵敏度、输入阻抗及信号的信噪比。 仪表的数字部分一般由计数器、译码器、时钟脉冲发生器、驱动显示电路以及逻辑控制电路组成。被放大的模拟信号有模-数转化器转换成相应的数字量后，经译码、驱动，送到显示器件中进行数字显示。也可送到报警系统和打印系统中去，进行报警和记录打印 。在需要的时候，亦可将测量结果以数码形式输出，供计算机数据处理之用。 在数字仪表中，逻辑控制电路起着指挥整个仪表各部分协调工作的作用。它是数字仪表中不可缺少的环节之一。随着集成电路技术和微型计算机应用技术的迅速发展和不断成熟，以微处理器等集成电路芯片代替了常规数字仪表中的逻辑控制电路，仪表的测量过程可以由软件进行程序控制。微处理器在数字仪表中的应用强有力地推动了数字仪表测量的自动化和多功能化；实现了测量结果的数据变换和误差校正，从而提高了仪表的测量准确程度。 被测对象 传感器 前置放 数字显 打印记 报警系数码输 模数转 基准源 模拟开 计数译码 时钟 逻辑控制电路 标度变 线性化
在流体管道系统中，阀门是控制元件，其主要作用是隔离设备和管道系统、调节流量、防止回流、调节和排泄压力。 阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。由于管道系统选择最适合的阀门显得非常重要，所以，了解阀门的特性及选择阀门的步骤和依据也变得至关重要起来。 阀门的分类 一、阀门总的可分两大类：第一类自动阀门：依靠介质（液体、气体）本身的能力而自行动作的阀门。如止回阀、安全阀、调节阀、疏水阀、减压阀等。第二类驱动阀门：借助手动、电动、液动、气动来操纵动作的阀门。如闸阀，截止阀、节流阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。 二、按结构特征，根据关闭件相对于阀座移动的方向可分：1.截门形:关闭件沿着阀座中心移动；2.闸门形:关闭件沿着垂直阀座中心移动；3.旋塞和球形:关闭件是柱塞或球，围绕本身的中心线旋转； 4.旋启形:关闭件围绕阀座外的轴旋转； 5.碟形:关闭件的圆盘，围绕阀座内的轴旋转； 6.滑阀形:关闭件在垂直于通道的方向滑动。 三、按用途，根据阀门的不同用途可分：1.开断用：用来接通或切断管路介质，如截止阀、闸阀、球阀、蝶阀等。2.止回用：用来防止介质倒流，如止回阀。3.调节用：用来调节介质的压力和流量，如调节阀、减压阀。4.分配用：用来改变介质流向、分配介质，如
三通旋塞、分配阀、滑阀等。5.安全阀：在介质压力超过规定值时，用来排放多余的介质，保证管路系统及设备安全，如安全阀、事故阀。6.其他特殊用途：如疏水阀、放空阀、排污阀等。 四、按驱动方式，根据不同的驱动方式可分：1.手动：借助手轮、手柄、杠杆或链轮等，有人力驱动，传动较大力矩时装有蜗轮、齿轮等减速装置。2.电动：借助电机或其他电气装置来驱动。3.液动：借助（水、油）来驱动。4.气动：借助压缩空气来驱动。 五、按压力，根据阀门的公称压力可分：1.真空阀：绝对压力 <0.1Mpa 即 760mm 汞柱高的阀门，通常用 mm 汞柱或mm水柱表示压力。2.低压阀：公称压力PN≤1.6Mpa 的阀门（包括PN≤1.6MPa 的钢阀）3.中压阀：公称压力 PN2.5—6.4MPa 的阀门。4.高压阀：公称压力 PN10.0—80.0MPa 的阀门。5.超高压阀：公称压力 PN≥100.0MPa 的阀门。 六、按介质的温度分，根据阀门工作时的介质温度可分：1.普通阀门：适用于介质温度-40℃～425℃的阀门。2.高温阀门：适用于介质温度425℃～600℃的阀门。3.耐热阀门：适用于介质温度600℃以上的阀门。4.低温阀门：适用于介质温度-150℃～ -40℃的阀门。5.超低温阀门：适用于介质温度-150℃以下的阀门。 七、按公称通径分，根据阀门的公称通径可分：1.小口径阀门：公称通径 DN<40mm 的阀门。2.中口径阀门：公称通径 DN50～300mm 的阀门。3.大口径阀门：公称通径 DN350～1200mm 的阀门。4.特大口径阀门：公称通径DN≥1400mm 的阀门。
东北石油大学课程设计 课程数字显示仪表课程设计 题目数字式压力表设计 学院电气信息工程学院 专业班级自动化12-1班 学生姓名杜亦明 学生学号120601140127 指导教师杨莉邵克勇 2013年8月1日
东北石油大学课程设计任务书 课程数字显示仪表课程设计 题目数字式压力表设计 专业自动化姓名杜亦明学号 120601140127 主要内容： 在面包板上安装一台用单片A/D转换器7107或7106组成的通用表头。配接压力传感器（应变片式、扩散硅式或其它类型压力传感器），制成数字压力显示仪表。 基本要求： 1、学习数字显示仪表原理。 2、设计、绘制电路连接图。 3、能够独立完成数字显示仪表表头的制作。 主要参考资料： [1] 沙占友.数字化测量技术与应用[M].北京：机械工业出版社,2004. [2] 井口征士.传感工程[M].北京：科学出版社.2005. [3] 杨邦文.应用电子小制作150例[M].北京：人民邮电出版社.2005. [4] 常健生.检测与转换技术[M].吉林：吉林工业大学出版社.2006. [5] 路勇.高文焕.电子电路实验及仿真[M].北京:清华大学出版社,2004. [6] 王松武.于鑫.电子创新设计[J].北京:国防工业出版社,2005. 完成期限 2014.7.21—2014.8.1 指导教师 专业负责人 2014年7月1日
目录 第1章数显仪表工作原理 (1) 1.1 数字式显示仪表原理 (1) 1.2 数字式显示仪表结构 (1) 1.3 数字仪表的主要技术指标 (2) 1.4 线性化问题 (3) 1.5 信号的标准化及标度变换 (3) 第2章数显仪表设计方案 (5) 2.1 ICL7107双积分A/D转换器 (5) 2.2 LED显示器 (8) 2.3 主要集成块、三极管 (9) 第3章数显仪表的制作与安装 (10) 3.1 测量电阻 (10) 3.2 测量电容 (10) 3.3数显部分的制作 (10) 3.4 电源部分的制作 (10) 第4章结论与体会 (13) 参考文献 (14)
omal欧玛尔球阀选型参数 意大利omal欧玛尔1981年成立于靠近米兰的工业城市布雷西亚，是意大利BONOMI集团的一员，凭借多项专利技术，制造出了欧洲第一台“单气缸双活塞-拨叉式变扭矩”气动执行器，这技术至今在世界上只有少数公司能够掌握；凭借对技术与品质的执着追求，以及品质来源于高度自动化生产的经营理念，欧玛尔在阀门和执行器设计及制造等方面处于世界领先地位。欧玛尔在不到30年的时间里，不仅由最初的执行器制造厂商迅速发展成为现今欧洲著名的自控阀门公司，也实现了产品的多样化，其产品已应用到石油、天然气、化工、电厂、冶金、食品、医疗等各大领域。 基于API 认证标准（石油、石化和天然气工业应用安全保障），OMAL 欧玛尔公司对原有球阀持续改进，推出了 MAGNUM 系列球阀。此系列阀门在结构、密封材质方面均有改良，使得阀门更适合于石化行业。 * 防静电装置 * 防火设计 * 阀轴密封采用双重减磨垫圈+O 形密封+3 重V 型密封 * 阀座密封采用TFM1600 ( 改良型PTFE )、DEVLON ( 用于高压) * 可加保温夹套、阀轴加长100mm * 欧盟PED、环保TA-LUFT、防腐NACE ( 碳钢系列)、API 6D ( 美标系列)、ENISO15848 防火、ATEX 防爆认证 * 适用于空气、水、气体、石油和石化产品 标准参数 全通径、浮动球 软密封 TFM1600 法兰连接标准：EN 1092-1 2008; ANSI B16.5 工作温度见”温度-压力表“ 压力等级：PN16-40; ANSI150-300 适用介质：空气、水、天然气、石油及石化产品 防静电装置 EN 12662-2 阀轴密封：V型 TFM1600 阀轴增加的密封为KFM O型圈 阀杆防冲出结构（飞出） 与执行器的连接标准为 ISO 5211 关闭角度〉7° 可选参数 其他法兰连接标准请联系销售部门 保温夹套 密封：PTFE加玻璃纤维（RPTFE-GF），PTFE加碳石墨（RPTFE-CF），其他密封请联系销售部门 全包式PTFE 单向版本球阀，球体有泄压孔 不锈钢手柄，如阀体、球体、阀轴，需要特殊材料请联系销售部门 不锈钢阀轴螺母及弹垫 表面处理：镀白锌、环氧树脂涂层（如需其他涂层处理，请联系销售部门） 工程标准
东北石油大学 课程设计 2014年8 月2日
东北石油大学课程设计任务书 课程数字显示仪表课程设计 题目数字压力显示仪表的制作 专业自动化姓名林彦超学号120601140717 主要内容： 在面包板上安装一台单片A/D转换器7107或7106组成的0-2V通用表头。配接压力传感器（应变片式、扩散硅式或其它类型压力传感器），制成数字压力显示仪表。 基本要求： （1）根据实验室所提供的元件、材料，设计并描绘电路接线图。最后在面包板上接插显示仪表的电路。 （2）由于元件、材料要反复使用，在接插过程中要小心，不要故意破坏元件。（3）在整个课程设计中，要学会实验室基本仪器、工具有使用方法。 （4）各小组配备的万用表、工具精心使用，如有故意损坏、丢失、要按价赔偿。参考资料： [1] 张天春,杨慧敏.数字显示仪表课程设计指导书.大庆石油学院自编教材,2008. [2] 李正军.计算机控制系统[M].北京:机械工业出版社, 2006. [3] 沙占有.数字化测量技术与应用[M].机械工业出版社,2004. [4] 井口征士.传感工程[M].科学出版社，2005. [5]徐爱钧.智能化仪表测量控制原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社,1995. [6] 孙蓓，张志义.电子工艺实训基础[M].北京：化学工业出版社，2007. 完成期限2013.7.22～2013.8.2 指导教师高宏宇 专业负责人 2013年8月2日
目录 第1章数显仪表工作原理 (1) 1.1数字仪表的发展与应用 (1) 1.2数字仪表的特点 (1) 1.3压力传感器的工作原理 (2) 第2章数显仪表设计方案 (4) 2.1ICL7107双积分A/D转换器 (4) 2.2 LED显示器 (6) 2.3主要集成块 (7) 第3章数显仪表的制作 (7) 3.1数显部分安装 (8) 3.2电源部分安装 (8) 第4 章结论与体会 (11) 参考文献 (12)
《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明： 如下设计题目应该在课程开始时布置，并在教学中安排时间，以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目，并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目，都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节，根据设计智能仪表产品的课程改革目的，特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目，满足教学需求。课程题目小，学生容易学，上手快，可以在短时间走完智能仪表设计的全过程，学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 （1）正确理解设计题目，经过查阅资料，给出正确设计方案，画出详细仪表原理框图（各个功能部分用方框表示，各块之间用实际信号线连接）。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料，例如传感器（热偶分度表等）、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上，给出设计方案（选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等，简要说明选择的理由） （2）用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 （3）设计PCB图 在画PCB前应该购买元件，因为有了元件才知道封装尺寸，但也可以不购买元件，只到元件商店测量实际元件尺寸后，画封装图。 （4）熟悉单片机内部资源，学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 （5）采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求，确定仪表需要完成的任务（功能），然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明，并有详细注释。 说明：若是不安装实验板或是最小系统板，就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件（随意下载）仿真，则学习效果将大打折扣。 2．设计（考试）说明书 说明书内容： （1）封面内容： 《智能仪器设计基础》考试题 题目号： 题目： 班级：
阀门选型及其注意事项 任意开度的控制阀和两位式开关阀在过程生产中使用很广，温度、压力、流量、液位、压差的控制和部分生产过程的实现，几乎都是通过控制阀来控制的。控制阀的性能对生产效率、产品质量、生产的安全性和连续性、环境保护等都起着决定性的作用。 安徽淮化集团有限公司新建的年产18万吨合成氨、30万吨尿素工程中使用了大量的控制阀，这些控制阀在开箱检查、安装和使用过程中，出现了不少问题，后来虽然都已解决，但是浪费了资金和时间，也花费了很多精力。其实，有很多问题，只要有关工程技术人员在设计选型、采购过程中加以注意，是完全可以避免的。 要保证控制阀拥有可靠的质量，自控系统设计人员应依据其应用场所及生产工艺对控制阀的要求进行选型，所选择的控制阀应能满足生产需要，性能适中。本文对在控制阀的采购选型中应注意的细节问题提出一些建议。 一以招标的方式采购控制阀 为采购到高性能价格比的控制阀，建议尽可能地采用招标的方式。招标采购有时是贷款提供方的要求，适合大批量的仪表采购。招标采购可以节约资金，确保产品质量，有利于工程进度，但对参与评标过程的专业工程技术人员的专业知识的广泛性、深入性有较高的要求；同时，应协调好仪表、控制、工艺、设备、管道、电气等各个专业之间的分工合作，这一点极为重要。 1. 做好招标前的准备工作 招标前的准备工作至关重要，企业的分管负责人应予以足够的重视，应做到：(1)选拔技术骨干，组成一个专业部门并指定负责人，进行有关知识的强化培训、职业道德及规章制度的教育，同时制订工作制度、处罚措施、评标工作细则。(2)有重点地组织有关人员到相同、相似规模或同类工艺装置企业进行考察，参加一些仪器仪表展览会，也可以邀请有关厂商进行技术讲座，应尽量避免参与评标的技术人员到有关仪器仪表生产厂进行技术活动。尽可能地搜集一些技术资料，为评标工作做好准备。 2. 招标文件的准备 招标文件包括商务文件和技术文件两部分。商务文件可自行编写或委托具有招标资格的单位组织编写；技术文件多由设计单位的专业设计人员负责编写或自行编写。若由设计单位编写技术文件，技术文件初稿应和用户一起进行讨论，根据达成的一致性修改意见进行补充完善，然后以登报的形式进行发标。招标文件的技术部分要采用国际通用的格式，内容尽可能的详细准确，避免使用模棱两可和容易引起误解的文字、数据、非通用缩写符号，各种缩写词应尽可能的加以注
数显可调稳压恒流源 设计 简易数控直流稳压电源设计与仿真 摘要本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数码管显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路，具有控制精度高制作比较容易等优点。
关键词稳压电源；数控；数模转换；可逆计数 第1章绪论 随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子。但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施，就需要从数字电子技术入手，一切向数字化和智能化方向发展。 本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，可用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路；具有控制精度高，制作比较容易等优点。 第2章电路设计 2.1电路设计方案 本文介绍的简易数控直流稳压电源共有六部分组成，其中输出电压的调节是通过“+” 和“-”两个按键来操作的；步进电压精确到0.1V去控制可逆计数器分别作加，减计数；可逆计数器的二进制数字输出分两路运行，一路用于驱动数字显示电路，精确显示当前输出电压值；另一路进入数模转换电路（D/A转换电路）；数模转换电路将数字量按比例，转换成模拟电压，然后经过射极跟随器的控制,调整输出级，使输出稳定直流电压。 由于题目是数控稳压电源，并且有精确的步进值，因而不适合采用普通的串并联方式的线性稳压电源。且由于电路结构简单，集成度高，可以很容易的实现精确的递增和递减的功能控制。 随着数字器件的发展，构造一个精确的可逆计数器很容易实现。由于所要完成的逻辑功能并不复杂，因而没有采用单片机。可逆计数器的输出是依次递增或递减的数字量，经过D/A转换后变成模拟电压值。由于电压的数值可以把输出的模拟电压经过A/D转换再显示，也可以直接把D/A转换前的数字量直接经译码显示。 在前一种方法中，由于要用到复杂的A/D转换及其控制电路，其精确度难以保证从而增加设计难度;在后一种方法中驱动数码管的信号直接由可逆计数器而来，所以不存在A/D转换间的误差问题，所以采用后一种方法。 其原理方框图和总体 控制电路图如下图所示：
智能数字显示报警仪 使用说明书 Ver.2007.1 .
智能数字(光柱)显示报警仪 ?通过ISO9001:2000国际质量体系认证 ?中华人民共和国计量器具生产制造许可证 ?通过国际电工委员会IEC61000-4-0:1995标准的电磁兼容试验
目录 一、概述 (1) 二、智能数字显示报警仪表性能特点 (2) 三、技术指标 (2) 四、仪表参数设置 (5) 五、仪表接线方法 (17) 六、仪表选型方法 (26) 七、仪表的校准 (27) 八、仪表报警的设置 (31) 九、仪表的故障处理 (34) 十、仪表的安装 (37) 十一、仪表的定货与随机附件 (44)
概述 本系列智能数字显示仪表采用专用的集成仪表芯片，测量输入及变送输出采用数字校正及自校准技术，测量精确稳定，消除了温漂和时漂引起的测量误差。本系列仪表采用了表面贴装工艺，并设计了多重保护和隔离设计，并通过EMC电磁兼容性测试，抗干扰能力强、可靠性高，具有很高的性价比。 本系列智能数字显示仪表具有多类型输入可编程功能，一台仪表可以配接不同的输入信号（热电偶/热电阻/线性电压/线性电流/线性电阻/频率等）, 同时显示量程、报警控制等可由用户现场设置，可与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、容量、力等物理量的测量显示、调节、报警控制、数据采集和记录，其适用范围非常广泛。 智能数字显示仪表以双排或单排四位LED显示测量值（PV）和设定值（SV），以单色或双色光柱进行测量值百分比的模拟显示，还具有零点和满度修正、冷端补偿、数字滤波、通讯接口、4种报警方式，可选配1～4个继电器报警输出，还可选配变送输出，或标准通讯接口（RS485或RS232C）输出等。
物位类仪表的选型
目录 <一>一般原则 (3) <二>液面和界面测量仪表的选型 (4) 1差压式测量仪表 (4) 2浮筒式测量仪表 (5) 3浮子式测量仪表 (6) 4电容式测量仪表 (7) 5电阻式（电接触式）测量仪表 (9) 6静压式测量仪表 (9) 7声波式测量仪表 (9) 8微波式测量仪表 (10) 9核辐射式测量仪表 (11) 10激光式测量仪表 (12) <三>料面测量仪表的选型 (12) 1电容式测量仪表 (12) 2声波式测量仪表 (12) 3电阻式（电接触式）测量仪表 (13) 4微波式测量仪表 (13) 5核辐射式测量仪表 (13) 6激光式测量仪表 (13) 7阻旋式测量仪表 (14) 8隔膜式测量仪表 (14) 9重锤式测量仪表 (14)
<一>一般原则 （1）应深入了解工艺条件、被测介质的性质、测量控制系统要求，以便对仪表的技术性能和经济效果做出充分评价，使其在保证生产稳定、提高产品质量、增加经济效益等方面起到应有的作用。 （2）液面和界面测量应选用差压式仪表、浮筒式仪表和浮子式仪表。当不满足要求时，可选用电容式、电阻式（电接触式）、声波式等仪表。料面测量应根据物料的粒度、物料的安息角、物料的导电性能、料仓的结构形式及测量要求进行选择。 （3）仪表的结构形式和材质，应根据被测介质的特性来选择。主要考虑的因素为压力、温度、腐蚀性、导电性；是否存在聚合、粘稠、沉淀、结晶、结膜、气化、起泡等现象；密度和密度变化；液体中含悬浮物的多少；液面扰动的程度以及固体物料的粒度。 （4）仪表的显示方式和功能，应根据工艺操作及系统组成的要求确定。当要求信号传输时，可选择具有模拟信号输出功能或数字信号输出功能的仪表。 （5）仪表量程应根据工艺对象的实际需要显示的范围或实际变化范围确定。除供容积计量用的物位仪表外，一般应使正常物位处于仪表量程的50％左右。 （6）仪表精度应根据工艺要求选择，但供容积计量用的
《智能仪器设计》课程设计报告书 班级：自动化0803 学号： 姓名 指导教师：
摘要 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。
一、课程设计题目 17. 试设计智能仪表 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。 二、题目分析 1.设计任务分析 本设计要求使用ATmega16单片机作为MCU主控芯片，设计一个智能显示仪表。 据任务要求，本系统采用8位数码管分别显示测量温度值和设定值，在设定状态时用来显示设置功能号和该功能实现的设置当前值；系统拥有报警功能，当当前温度超过上限值或者下限值时，蜂鸣器响，且上限报警/下限报警LED灯亮以区分上/下限报警；系统有四个控制按键，功能分别是：功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少，用来对温度设定值、上限值、下限值等设置；还有四个状态显示LED灯，分别显示：正常运行、设定状态、上限报警、下限报警；本系统除显示以外，还要求有对加热器控制的功能以达到使温度控制在设定值的要求。 2.功能实现分析 根据设计任务要求，现设想以下设计以满足要求： 仪表适配PT100热电阻，因此首先需要一个PT100热电阻的信号调理电路，使热电阻的热电势转化为MCU可直接测得的电压值，从而测得当前温度值。 采用ATmega16作为主控芯片，可直接利用内部AD转换电路进行，因为内置10位A/D转换器，可以满足一般精度的要求。 按键电路可以采用中断方式进行处理，并且只有先按“功能选择”键才可以启动按键扫描，对其进行处理，在处理过程中关中断，各功能都设置完后，再按“功能选择”键以退出处理程序；不同按键实现不同的功能：“功能选择”键：启动中断，并选择切换不同的设置对象和存储上一个对象设置的值，最后切换完所有功能后按下保存所有设定值并退出中断； “数码管选”键：选择待设定对象的数码管，即选择该对象加/减操作的单位量（1000/100/10/1）； “数字增加”键：在以选择的单位上进行加1个单位的操作； “数字减少”键：在以选择的单位上进行减1个单位的操作。 状态显示和蜂鸣器操作分别用单片机的输出端口操作。 硬件框图：
课程设计 2013年8 月2日
东北石油大学课程设计任务书 课程数字显示仪表课程设计 题目数字压力显示仪表的制作 专业姓名学号 主要内容： 在面包板上安装一台单片A/D转换器7107或7106组成的0-2V通用表头。配接压力传感器（应变片式、扩散硅式或其它类型压力传感器），制成数字压力显示仪表。 基本要求： （1）根据实验室所提供的元件、材料，设计并描绘电路接线图。最后在面包板上接插显示仪表的电路。 （2）由于元件、材料要反复使用，在接插过程中要小心，不要故意破坏元件。（3）在整个课程设计中，要学会实验室基本仪器、工具有使用方法。 （4）各小组配备的万用表、工具精心使用，如有故意损坏、丢失、要按价赔偿。参考资料： [1] 张天春,杨慧敏.数字显示仪表课程设计指导书.大庆石油学院自编教材,2008. [2] 李正军.计算机控制系统[M].北京:机械工业出版社, 2006. [3] 沙占有.数字化测量技术与应用[M].机械工业出版社,2004. [4] 井口征士.传感工程[M].科学出版社，2005. 完成期限2013.7.22～2013.8.2 指导教师 专业负责人 2013年8月2日
目录 第1章数字显示仪表工作原理 (1) 1.1数字显示仪表的基本构成 (1) 1.2数字显示仪表的特点 (2) 1.3信号的标准化及标度变换 (2) 第2章数显仪表设计方案 (4) 2.1ICL7107双积分A/D转换器 (4) 2.2 ICL7107的逻辑电路 (4) 2.3 LED显示器 (6) 2.4主要集成块、三极管 (7) 第3章数显仪表的安装 (8) 3.1安装操作须知 (8) 3.2具体安装操作 (8) 第4章结论与体会 (10) 参考文献 (11)