基于MCS-51单片机的热量计(3)

2019-05-24 11:22

沈阳理工大学学士学位论文

具体的内容如下:

(1)系统的组成、硬件电路的选择和设计; (2)软件的设计和测试; (3)误差分析和抗干扰设计。

7

沈阳理工大学学士学位论文

2 热量计的硬件电路设计

2.1 供热热量计量系统示意框图

图2-1 热量计量系统示意

该系统为双管式,红色为热水进水管,粉色为散热器,蓝色为热量损耗后的出水管。并且为每户和每个散热器前都配备调节阀,便用用户自己设置,起到节能的作用。

在进水管和出水管间,连接了我们此次课题要重点介绍的--热量计,来计量该用户实际热量的损耗。热量计的流量传感器安装在进水管上,温度传感器分别安装于进、出水管上,分别测量得出温度差。

2.2 热量计计热原理

热量计算公式如下:

式中:Q——释放或吸收的热量(J或Wh);

qm——流经热量表的水的质量流量(Kg/h); qv——流经热量表的水的体积流量(m3/h);

(2.1)

8

沈阳理工大学学士学位论文

p——流经热量表的水的密度(Kg/h);

△h——在热交换系统的入口和出口温度下,谁的焓差(J/Kg); t——时间(h);

在热量计算公式中,(2.1)两个公式决定了两种不同的流量测量方法:一种是质量流量测量(焓差法);一种是体积流量测量(热系数法)。质量测量的方法容易受到流体的腐蚀性、粘稠度等水质的影响,不适合中国的供暖条件的应用。在这里我们选用体积测量的方式来实现热量的准确测量,一次上边的公式也可以表示成(2.2)形式:

(2.2)

式中:V——载热液体流过的体积(m3);

θf——热交换回路中载热液体入口处的温度(0C); θr——热交换回路中载热液体出口处的温度(0C);

K——热系数,它是载热液体在相应温度、温差和压力下的函数(J/m3

0

C或KW2/m3 0C);

通过(2.2)公式我们可以看出,在这里流量传感器的的选择不仅决定了测量

的准确性,而且直接关系到测量数据计算的复杂程度。通过公式我们可以看法出当我们选择的流量传感器为将流量转换成脉冲信号的时候,热量计量公式可以变换为(2.3)的形式,大大的缩减了计算的工程量。

Q?V??T?k (2.3) 式中:Q——释放或吸收的热量(J或Wh); V——热液体流过的体积(m3); △T——进水温度与回水温度的差(0C);

K——导热系数,它是载热液体在相应温度、温差和压力下的函数(J/m3 0C或KW2/m3 0C);

实验温度取室温25℃左右,相应的K值约可取为60。由此我们知道了要计算用户使用的热量数,必须测量进入用户和流出用户的水的温度差。但还必须知道在此过程有多少水在放热,因此必须测得此时刻的热水的瞬时流量,然后把它和温度差相乘,就可以得到这一时刻热水释放热量的千卡数。

9

沈阳理工大学学士学位论文

2.3 热量计的硬件原理框图

图2-3 热量计硬件原理框图

该热量计主要由流量传感器、进、出水温度传感器DS18B20、单片机及其外围电路组成。根据一定时间内所通过的水的流量(V)和供、回水的温度差(△T),以及由(△T)所决定的热交换算系数K,最后计算得到消耗的热量值。

2.4 信号处理部分

2.4.1 51系列单片机系统

单片机STC89C52为主组成的基本模块是该系统的核心部分,主要完成对系统采集到的信号进行相关的处理,协调其他模块,使整个系统步调一致的工作。

由于52系列单片机是51系列单片机的增强型产品,基本结构和功能相同,本论文以51系列典型机型8051进行单片机系统的介绍。

8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明。

10

沈阳理工大学学士学位论文

1、8051单片机内部结构和功能[4]:

图2.4.1 8051单片机引脚图 图2.4.2 STC89C52外观

图2.4.3 8051单片机内部结构图

2 中央处理器:

11


基于MCS-51单片机的热量计(3).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:2011年博物馆论著目录

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: