河北农业大学
毕 业 论 文 ﹙设 计﹚ 开 题 报 告
题 目 智能型温度测量控制系统-开题报告
学生姓名 学号
所在院(系) 信 息 工 程 学 院
专业班级 通 信 工 程 2010140
指导教师
2014 年 02 月 23 日
1 题 目 基于单片机的温度控制系统设计
一、选题的目的及研究意义
温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用，是工业对象中主要的被控参数之一。在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度。在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。
这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制通信系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。培养研发能力，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下，如何达到以最经济实用的方法、巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路，并将其连接到系统中去。提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。
焦炉直行温度的测量与控制
焦炉机、焦侧直行温度的测量与调节，是指导焦炉温度的主要控制项目。全炉温度用机、焦侧标准立火道的直行平均温度来代表，因此为使火道温度满足全炉各炭化室加热均匀的要求，应经常按时对焦炉温度进行测量并及时给予调节，使直行温度符合规定的标准温度。
测温工每班要进行两次测量全炉标准立火道直行温度。测温时应在交换后5分钟开始测量下降气流的立火道温度，由交换机端焦侧开始机测返回，在两个交换时间内全部测完。（注意：打开看火孔盖不准超过六个。）并根据调火工所制定的标准温度，来确定焦炉加热所需要的煤气流量和烟道吸力，同时对温度异常的炉号进行检查和处理。
焦炉直行温度的波动与稳定是直接影响焦炭的质量，因此制定合理的加热制度是十分重要的一个环节，合理的加热制度对于降低热耗、提高焦炭质量、延长焦炉寿命有着决定性的意义。焦炉加热制度的制定是根据每座焦炉在调整时期所得的实际数据，按照不同的周转之间制定下列内容：
1. 周转时间。
2. 加热煤气消耗量。
3. 烟道吸力。
4. 上升气流蓄热室顶部吸力。
5. 废弃盘进风门尺寸。
6. 每炉装煤量。
7. 空气过剩系数。
8. 集气管压力。
炉温产生波动的主要原因：
1、换向期间炉温的变化
焦炉加热的特点是双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入,每30分钟要改变一次单、双火道的加热方式以保证加热均匀。焦炉直行温度一般在换向5分钟后测。由于焦炉的燃烧室较多,在测直行温度时,有的测的早,有的测的晚。测得早的火道温度下降得少一些，测得晚的火道温度下降得多些,所以测得的温度不能代表火道的真实温度，所测温度换算成换向后20秒的温度，以确定该火道测温点的最高温度。冷却温度作为一个校正值，其本身受各种复杂因素的影响,如冬夏季节温度变化较大、改变加热煤气种类或结焦时间等情况。因此应加强测量以减少直行温度换
算时的误差。
2、结焦期间炉料状态的变化对炉温的影响
温标
2014190102004 航空航天学院 王云川
1、 经验温标
经验温标的建立三要素：为了定量地进行温度的测量，必须确定温度的数值表示方法，即温标
（1）选择测温物质和测温参量。即选择某一特定物质的某一随温度变化的属性（表示这种属性的物理量，叫测温参量）来标记温度。当温度改变时，不仅液体体积会随之变化，物质的其他物理属性，如一定容积气体的压强、一定压强气体的体积、导体的电阻、灯丝颜色、热电偶电动势等都会发生变化。原则上讲，任一物质的任一物理属性，只要它随温度的改变而单调地变化，都可以被选用来标记温度。
（2）规定测温参量随温度的变化关系。即要将所选择的测温参量的变化与温度变化联系起来，对测温参量随温度的变化关系作出某种规定，然后根据这个规定来确定温度的数值。为了简单起见，一般规定测温参量与温度之间呈线性关系。
（3）选择参考点，并规定其数值。选择便于复现的某个温度点为参考点，并给予它们一定的数值，这样其他各点的温度数值才可以再根据测温参量随温度的变化关系而确定出来。建立温标必须具备的三个要素当中，前两个为测温依据，后一个为标度方法。不难看出，这样建立的温标所测温度依赖于测温物质和测温参量的选择。这种利用特定测温物质的特定测温参量建立的温标统称为经验温标。经验温标具有相对性，即当我们规定某一测温参量随温度作线性变化而建立起某种经验温标后，再利用这种温标制成的温度计去测量其他测温参量随温度的变化关系时，它就不再是线性的了。这就是说，根据每种经验温标所进行的温度测量，只是相对于该种温度所赖以建立的测温依据来说才是正确的。
2 、理想气体温标
由于经验温标具有相对性，就需要选定某一特定种类的温度计作为标准，来调整其他各种温度计的标度，同时在恒温点的规定与分度不同的温标间建立起某种对应关系，这在建立标准温标之后是很容易进行的。19 世纪中叶，对气体性质的研究已经很成熟了，建立起了一些气体定律，能够较正确地反映气体膨胀的规律。在建立起理想气体模型之后，又得到了理想气体状态方程，这一方程表明，对于一定的理想气体，当温度一定时，气体的体积与压强的乘积为一常数，也就是说，理想气体的体积或压强与温度满足严格的正比关系。据此，制定出了理想气体温标，并把它作为标准温标。由于各种不同的气体在接近理想气体的情况下，本身具有的特殊性几乎完全丧失而满足理想气体方程，所以理想气体温标具有很大的普遍性和实用性。
k热力学温标
热力学温标是一种温度标度，用于测量物体的温度。在热力学温标中，温度的单位是k（开尔文），它是国际单位制中的基本单位之一。与摄氏度和华氏度不同，k热力学温标的零点是绝对零度，即-273.15°C。在k热力学温标中，温度与物体的分子平均动能成正比，温度越高，分子的平均动能就越大。
热力学温标的提出起源于热力学第二定律，也被称为开尔文温标。这个温标与热力学第二定律的原理紧密相关，即热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。根据热力学第二定律，当两个物体之间没有热量传递时，它们的温度是相等的。
k热力学温标的定义基于绝对零度，绝对零度是温度的最低限度，其对应的温度为0k。在绝对零度下，所有物体的分子都停止运动，不再具有动能。因此，k热力学温标下的温度是不可能为负数的，只能是零或正数。
在k热力学温标中，温度的换算关系与摄氏度和华氏度不同。摄氏度和华氏度的换算公式为：
F = 9/5C + 32
C = 5/9(F - 32)
其中，F表示华氏度，C表示摄氏度。而k热力学温标与摄氏度和华氏度之间的换算关系是： k = C + 273.15
C = k - 273.15
这种换算关系使得k热力学温标能够与摄氏度和华氏度之间进行转换。
k热力学温标在科学研究和工程应用中具有重要意义。在科学研究中，热力学温标可以用于测量物体的温度，从而研究物体的热性质和热力学过程。在工程应用中，热力学温标可以用于控制和调节各种设备和系统的温度，确保其正常运行和安全运行。
热力学温标的优点之一是其绝对性，即温度的零点是固定不变的，与物质的性质无关。这使得热力学温标在科学研究中具有一定的优势，可以直接比较不同物体的温度差异。此外，k热力学温标也被广泛应用于国际单位制中，作为温度的基本单位。
然而，热力学温标也存在一些限制。由于绝对零度是无法达到的，所以在实际应用中很难直接测量出绝对温度。通常情况下，我们使用其他温标（如摄氏度或华氏度）来近似表示绝对温度。此外，热力学温标在极端条件下可能会失效，例如在极高温度下，分子的运动方式可能会发生变化，导致温度的测量不准确。
