电阻PT1000,它在0~100℃范围内线性度好,灵敏度较高,温度系数为0.4%,适于表面或狭缝测温使用。电阻R0选用阻值为1.5kΩ±0.05%的高精度电阻,其温度系数达5ppm。铂电阻PT1000在温度为―50℃~100℃之间线性度较好。因此,该测试仪的测温范围在―50℃~100℃之间。 热敏电阻测试仪的硬件部分包括六个功能模.电压源电路:为AD7731提供+2.5V高精度参考电压,为数据采集电路提供+5V电压源。数据采集电路:将电阻值转化为相应的电压,传送到AD7731的数据采集引脚进行模数转换。图中,左侧部分为电阻值数据采集电路,它和中间的保护电路共同将热敏电阻阻值转化为电压。右侧是对恒温箱温度进行测量的电路,它将2.5V电压通过铂电阻PT1000和一个阻值为1.5kΩ的高精度电阻进行分压后送入AD输入端。
模数转换电路:由四片AD7731芯片组成,对20路模拟输入进行采集,采集结果送入单片机。AD7731是美国ADI公司开发的具有低噪声、高通过率等特性的∑-Δ模数转换器。它可直接接收来自传感器的输入信号,适合于测量具有广泛动态范围的低频信号,可广泛应用于应变测量、温度测量、压力测量及工业过程控制等领域。在测试仪中AD7731芯片的主要任务是采集数据,并将数据传送给单片机。
模拟输入和参考输入都是差模信号,加到模拟调制器上的电压是共模电压,而AD7731较好的共模抑制比能有效去除输入端的共模噪声。数字滤波器可有效去除电路板上供电电压的噪声。因此,AD7731芯片比传统的高精度转换器具有更强的抗干扰能力。但是,由于AD7731的分辨率非常高,因此在设计PCB电路板时,要十分注意屏蔽层设计和元件布局的位置关系。PIC单片机及串口通信模块:控制AD7731芯片完成数据采集,并将接收到的数据通过RS232串行口发送到上位机。电路中有关单片机和串口通信的电路如图6所示。图中,MAX232芯片负责完成TTL电平到RS232电平的转换,以便单片机和PC机之间能够正常通信。在本测试仪
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中,RS232串行口的通信速率采用9600bps,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验。
3.3恒温控制装置PLC接线图
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3.4系统的配置及I/O接口地址
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统计系统的输入信号有启动开关、停止开关、液位开关、流量检测开关、温度传感器等。输出信号的控制对象有水泵、水阀、冷却风机、搅拌电机、加热装置、状态及温度显示装置等,主要输入输出器件的名称见表a.所列。结合输入输出信号及控制功能,系统选用FX2N-4AD一台及FX2N-2DA一台构成控制系统。I/O地址及接线图分别见表3.1所示。
表3.1恒温箱控制系统输入输出器件及地址安排 信号类型 器件代号 SB1 SB2 地址编号 X004 X005 X001 X002 X000 X006 X010~X017 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Y007 Y010~Y017 21
功能说明 系统启动开关 系统停止开关 恒温箱上液位开关 恒温箱下液位开关 流量检测开关 温度设定置数输入按扭 温度设定置数 水泵电机中间继电器 电磁阀门1 电磁阀门2 冷却风机中间继电器 搅拌电机中间继电器 加热装置中间继电器 报警指示灯 温度、流量、功能显示 输入信号 SQ1 SQ2 SP SB 拨码开关 KA1 YV1 YV2 输出信号 KA2 KA3 KA4 HL BCD译码器
C1 C2 C3 C4 C5 3.5梯形图(附录)
Y020 Y021 Y022 Y023 Y024 温度显示1LED选择信号 温度显示2LED选择信号 温度显示3LED选择信号 流量显示LED选择信号 功率显示LED选择信号 a)程序标号为4~60的程序段为判断FX2N~4AD与PLC联机及初始化的程序,这是依模块使用手册的推荐方式编写的。程序读取模块0的第30号BFM中的模块标识码与K2010比较,判断模块是否为FX2N~4AD,若是者进行通道初始化,含通道输入量类型的选择、取样次数设定及工作状态检测等内容,如模块工作正常,者完成三个通道的转换工作。b)温度设定值在X006被按下时由接在输入口上的拨盘开关输入,由于拨盘为BCD码,需转换为二进制输入。为了防止设定值为零,程序中设有为零时则输入25C的程序段。c)程序标号为609~668的程序为模拟量输出模块FX2N~2DA的数据送入BFM及数字量转换为模拟量的相关程序,也是依模块使用手册推荐的方式编写的。d)加热功率是根据恒温箱温度与设定值温度的温差查表确定的,表格根据D/A单元及电压调节装置的触发特性确定。e)分时显示通过时间控制的移位寄存器分时接通Y020~Y024实现。
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