数字压力显示仪表设计
毕业设计
课程数字显示仪表课程设计
题目数字压力显示仪表设计
院系电气信息工程学院
专业班级自动化08-11班
学生姓名
学生学号
指导教师
2010年7月30 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设计
专业自动化姓名学号080601141127
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。
主要参考资料
[1]刘润华,刘立山.模拟电子技术[M].山东：石油大学出版社,2003.
[2]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社,1997.
[3]孙肖子,刘刚等.传感器及应用[M].北京：电子工业出版社,1996.
[4]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.
完成期限2010.7.19---2010.7.30
指导教师
专业负责人
2010年7 月12 日
目录
第1章数字显示仪表的工作原理 (1)
1.1数字显示仪表的发明 (1)
1.2数字显示仪表的构成及原理 (1)
1.3数字显示仪表的技术指标 (3)
1.4线性化问题 (4)
1.5信号的标准化及标度转换 (4)
第2章数字显示仪表的设计 (6)
2.1主要部件介绍 (6)
2.2数显仪表的设计 (7)
第3章数字显示仪表的安装 (10)
3.1数字显示仪表安装所需元器件及介绍 (10)
3.2数显部分的安装 (12)
3.3电源部分的安装 (13)
3.3将数显部分，电源部分与其他部分组合 (14)
第4章结论与体会 (16)
参考文献 (17)
第1章数字显示仪表的工作原理
1.1数字显示仪表的发明
20世纪50年代初，世界上出现了第一台数字显示仪表。近五十年来，随着现代科学技术的迅猛发展，尤其是数字化测量技术、半导体技术、大规模集成电路技术及计算机技术在仪表中的应用，使数字仪表很快地从电子管式、晶体管式发展到目前集成电路式和带有微处理哭的数字仪表。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。
数字式显示仪表是一种具有模/数转换器并以十进制数码形式显示被测变量值的仪表，它与各种传感器、变送器配套，可以显示出各种不同的参数。与模拟显示仪表相比，数字式仪表具有精度高、功能全、速度快、抗干扰能力强等优点，它体积小、耗电低、读数直观，且能将测量结果以数字形式输入计算机，以而实现生产过程自动化。
1.2数字显示仪表的构成及原理
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。
数显仪表按工作原理分为：不带微处理器和带微处理器的。其原理框图如图1所示。
图1 数字显示仪表的方框图
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；带微处理器的仪表，是借助软件的方式来实现原理框图中的有关功能。
不带微处理器的数显仪表一般应具备模数转换，非线性补偿及标度变换三大部分，这三部分又各有很多种类，三者间相互巧妙的组合，可以组成适应于各种不同要求场合的数字式显示仪表。尽管数字仪表的品种繁多，原理各不相同，但其基本构成形式可由图2所示的主要环节组成。模一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两大部分。
图2 数字显示仪表的基本构成
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。
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。
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。
另外，高稳定的基准电源和工作电源也是数字仪表的重要组成部分。
数字仪表的出现和发展是与计算机技术、电子技术等现代技术的发展紧密相关的，它的优越性和广泛的应用使传统的模拟仪表受到严重挑战。目前出现的一种新型、采用固体电路和模拟显示的面板表一光柱式（条图式）仪表就兼有数字和模拟式仪表的优点。
1.3数字显示仪表的技术指标
1.3.1 显示位数
以十进制显示被测变量值的位数称为显示位数。能够显示“0~9”的数字位称
为“满位”；仅显示1或不显示的数字位，称为“半位”或“位”。工业用数字温度显示仪表的显示数常为3 位，可显示-1999~1999。高精度的数字表显示位数目前达到8 位。
1.3.2 仪表的量程
仪表标称范围的上、下限之差的模，称为仪表的量程。量程有效范围上限值为满度值。
1.3.3 精度
目前数字式显示仪表的精度表示法有三种：满度的±a%±n字、读数的±a%±n字、读数的±a%±满度的b%。
1.3.4 分辩力和分辨率
数字仪表的分辩力是指末位数字改变一个字所对应的被测变量的最小变化值，它表示了仪表能够检测到的被测量最小变化的能力。数字式显示仪表在不同量程下的分辩力是不同的，通常在最低量程上具有最高的分辩力，并以此作为该仪表的分辩力指示。分辩率指仪表显示的最小值与最大数值之比。
1.3.5 输入阻抗
数字式显示仪表是一种高输入阻抗的仪表，输入阻抗可达1012Ω。
1.3.6 抗干扰能力
数字式显示仪表一般用串模干扰抑制比和共模干扰抑制比来表征抗干扰能力大小。
串模干扰抑制比（SMR）为：SMR=20lg
共模干扰抑制比（CMR）为：CMR=20lg
SMR和CMR的单位是分贝，数值越大，表示数字仪表的抗干扰能力越强，一般直流电压型数显仪表的串模干扰抑制比为20~60dB，共模干扰抑制比为
120~160dB.
1.4线性化问题
对于显示仪表来说，一般希望它的刻度方程是线性的，以保证在整个测量范围内有恒定的灵敏度。实际上由于大多数传感器特性非线性，测量电路具有非线性元件或者转换关系非线性等原因，造成仪表输入信号与被测物力量之间存在程度不同的非线性。
非线性问题在模拟显示仪表设计中也是同样存在的，但在模拟显示仪表中可以通过仪表标尺的非线性刻度来解决，以便直接读出被测参数的数值。而在数字仪表中常用的二进制或二-十进制数码其本身是线性递增或递减的。所谓数字仪表的“线性化”就是指，在把仪表非线性输入信号转化为线性化的数字显示过程中所采用的各种补偿措施。常规数字仪表的非线性补偿方法很多，有以下三种：一是可以将非线性被测参数在A／D转换之前的模拟电路中进行非线性补偿，这种方法称为模拟非线性补偿法；二是在A／D转换过程中进行非线性补偿的A／D转换法；三是在A／D转换之后的数字电路部分进行补偿的数字非线性补偿法。
常规数字仪表进行非线性补偿，主要有两方面的工作：
（1）根据已知的传感器非线性特性求得所需要的线性化器的非线性化特性。非线性特性的求取可用数字解析表达式，也可用图解法求得。
（2）根据所求得的线性化器的非线性特性，采用非线性补偿电路来实现非线性补偿，而对非线性曲线的处理一般都采用折现逼近法。
1.5信号的标准化及标度转换
由检测元件或传感器送来的信号的标准化或标度变换是数字信号处理的一项重要任务，也是数字显示仪表设计中必须要解决的问题。
一般情况下，由于被测量和显示的过程参数多种多样，因而仪表输入信号的类型和性质千差万别。即使是同一种参数或物理量，由于检测元件和装置的不同，输入信号的性质的电平的高低等也不相同。
以测温为例，用热电偶作为测温元件，得到的是电势信号；以热电阻作为测
温元件，输出的是电阻信号；而采用温度变送器时，其输出又变换为电流信号。不仅信号的类别不同，且电平的高低也相差极大。这就不能满足数字仪表或数字系统的要求。因此必须将这些不同性质的信号，或者不同点评的信号统一起来，这叫输入信号的规格化，或者称为参数信号的标准化。
这种规格化的统一输出信号可以使电压、电流或其他形式的信号。目前国内采用的统一直流信号电平有以下几种：0~10mA,0~30mV ,0~40.95mV ,0~50mV 等。
对于过程参数测量用的数字显示仪表的输出，往往要求用被测变量的形式显示，例如：温度、压力、流量、液位等，就存在“标度变换”的问题。图3为一般数字仪表组成的原理框图。其刻度方程可表示为
y=S 1S 2S 3x=Sx (1-3)
图3数字仪表的标度变换
式中S 为数字式显示仪表的总灵敏度和或称标度变换系数；S1、S2、S3分别为模拟部分、模-数转换部分、数字部分的灵敏度或标度变换系数。因此标度变换可以通过改变S 来实现，且使显示的数字值的单位和被测变量或物理量的单位一致。通常当模-数转换装置确定后，则模-数转换系数S2也就确定了，要改变标度系数S ，可以改变模拟转换部分的转移系数S1；也可以通过改变数字部分的转换系数S3来实现。前者称为模拟量的标度变换，后者称为数字量的标度变换。因此标度变化可以在数字部分进行，也可在模拟部分进行。
y 数字
x
模拟模数数字
第2章数字显示仪表的设计
2.1 主要部件介绍
2.1.1 电源部分
由于数显部分要使用 6V的电源，这里采用的两个三端集成稳压器。其中7806为固定标准正电压稳压器；7906为固定标准负电压稳压器。
电源电路的器件包括电源变压器，整流桥，集成稳压器及电容。
整个电路安装在一块印刷线路板上，安装时要使用电烙铁。为了使用该电源的安全性，可靠性。
2.1.2 表头部分
万用表的组成部分。它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条（从上到下）标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有∽和V A，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线。第四条标有dB，指示的是音频电平。
2.1.3 平衡电桥部分
电桥一般分线式电桥和箱式电桥，其原理基本上是一样的，就是一组接有好多电阻和电表的电路图，当线路某两个特定的接点的电势相等时，就称其电桥平衡，常用它来精确地测电阻.
2.1.4 放大器部分
增加信号幅度或功率的装置，它是自动化技术工具中处理信号的重要元件。放大器的放大作用是用输入信号控制能源来实现的，放大所需功耗由能源提供。对于线性放大器，输出就是输入信号的复现和增强。对于非线性放大器，输出则
与输入信号成一定函数关系。放大器按所处理信号物理量分为机械放大器、机电放大器、电子放大器、液动放大器和气动放大器等，其中用得最广泛的是电子放大器。随着射流技术的推广，液动或气动放大器的应用也逐渐增多。电子放大器又按所用有源器件分为真空管放大器、晶体管放大器、固体放大器和磁放大器，其中又以晶体管放大器应用最广。在自动化仪表中晶体管放大器常用于信号的电压放大和电流放大，主要形式有单端放大和推挽放大。此外，还常用于阻抗匹配、隔离、电流-电压转换、电荷-电压转换以及利用放大器实现输出与输入之间的一定函数关系。
总原理图
图4 数显压力表原理图
2.2 数显仪表的设计
数字显示电路部分的安装要在面包板上进行，压力传感器，电源部分不在面包板上。由于数显部分需要±6V的电源，因此，电源要在另外的印刷电路安装，以给数显部分供电。
2.2.1电源部分设计
由于数显部分要使用±6V的电源，这里采用的两个三端集成稳压器。其中7806
为固定标准正电压稳压器；7906为固定标准负电压稳压器。
电源电路的器件包括电源变压器，整流桥，集成稳压器及电容。
整个电路安装在一块印刷线路板上，安装时要使用电烙铁。为了使用该电源的安全性，可靠性。
2.2.2 表头部分设计
对于高阻的数字表头来说，可以近似认为被测电阻串联的电阻上分得的电压可换算为其阻值，如果恒流，则该电压无法表示被测电阻的阻值。因为阻值越大时，电流越小，所以被测电阻上的电压越低，而串联的分压电阻上电压相应升高，与阻值成正比，一旦恒流，总电压就变成可变的，那么另一电阻上的电压就不一定符合阻值的要求了。
2.2.3 平衡电桥的设计方案
仪器和器材：直线电桥，检流计，简式电阻箱，滑动变阻器，单刀开关型），干电池2节，导线若干。
实验方法：
1. 将直线电桥的电阻丝AB（附在标尺上）、电阻箱Ra、Rb，检流计G，滑动变阻器R0，电源E和开关S接成如图2-3所示电路。D为电阻丝上滑动头，并带有按键开关，将D按下时，桥的支路才接通。电阻丝AB粗细均匀，故其阻值与长度成正比。
电路接好后应进行全面检查，特别要检查电阻箱Ra、Rb的接触是否良好，触头处电路是否畅通。检查后把R0的阻值调至最大。
2．调整电阻箱Ra和Rb的阻值，使Ra/Rb＝1．5。合上开关S，将滑动头D 移至AB的中央。瞬时按下滑动头D的按键开关，观察检流计指针偏转的大小及方向，然后将D向某方向移动几厘米，再按下按键开关，此时检流计指针如偏转减小，则继续沿这方向移动D，直至检流计中的电流为零，这时滑动头D所在位置就是电桥平衡的位置。如果D向该方向移动后，在按下按键开关时检流计的指针偏转增大，说明平衡位置不在这边，应向反方向移动D。
为了准确找到平衡位置，可减小R0的阻值，提高电桥AB间的电压，以提高其灵敏度。缓慢移动D的位置，并反复“接通”和“断开”按键开关，若检流计指针确实不偏转，就可以认为电桥达到平衡了。
量出AD和DB的长度L3和L4，连同Ra和Rb的值一同记入下表中。
3．改变电阻R1和R2的值，使Ra：Rb＝2和Ra：Rb＝0．5，按步骤2的要求重做实验，并将结果填入下表中。
4．根据上表的记录，可得出直线电桥平衡时，Ra、Rb、RX（L3）、R0（L4）之间应满足关系：Ra：Rb＝RX：R0
2.2.4 放大器部分设计
由3个通用型运放LM741组成三运放仪表放大器电路形式，辅以相关的电阻外围电路，加上A1，A2同相输入端的桥式信号输入电路，如图5所示。
图5 放大器总电路图
第3章数字显示仪表的安装
3.1 数字显示仪表安装所需元器件及介绍
3.1.1 面包板
整板使用热固性酚醛树脂制造，板底有金属条，在板上对应位置打孔使得元件插入孔中时能够与金属条接触，从而达到导电目的。一般将每5个孔板用一条金属条连接。板子中央一般有一条凹槽，这是针对需要集成电路、芯片试验而设计的。板子两侧有两排竖着的插孔，也是5个一组。这两组插孔是用于给板子上的元件提供电源。
母板使用带铜箔导电层的玻璃纤维板，作用是把无焊面包板固定，并且引出电源接线柱。
3.1.2 LED数码显示管
在各种显示器中，LCD的功耗最低，LED的发光响应时间最短，寿命最长。因此，目前的数字仪表大多采用LED或LCD显示器，它们都能由集成电路直接驱动。
发光二极管是采用半导体材料制成的，能将电信号转化成光信号的结型电压发光器件。
3.1.3 ICL7107双积分A/D 转换器
ICL7107D 模拟部分每个
转换周期分为自校零位、信号
积分（采样）、反相积分（比较）
三个阶段。
由于ICL7107驱动LED 显
示器，因此它的数字电路部分
较ICL7106略有差异，因为驱
动LCD 不仅要有锁存器，还要
有驱动LCD 的公共电极所需要
的对称方波电源（驱动LED 无
需这一点源），但驱动LCD 几
乎不需要电流，而驱动LED 每
断需5~8V 电流（吸入），因此两 图7 ICL7107示意图
者输出部分略有不同。
显示器采用七断显示方式，其中个位、十位和百位十字部分分成a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、七断，再加上千位K 和符号位P ，不同断发光，可以显示出不同的数字。对7107：来说，因为发光二极管需要极大驱动电流，故驱动电流吸入电流增大至8mA ，对千位数字，K 断有两个显示断，所以7107的第19脚吸收电流可达16mA 。
3.1.4 LM324运算放大器
LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图3所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V +”、“V -”为正、负电源端，“V 0”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端V 0的信号与该输入端的位相
图6 管脚排列及内部结构
反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端V0的信号与该输入端的相位相同。
图8 LM324电路图
3.1.5 MC1403基准电源
MC1403是低压基准芯片。一般用作8～12bit的D/A芯片的基准电压等一些需要基本精准的基准电压的场合。因为输出是固定的，所以电路很简单。就是Vin 接电源输入，GND接底，V out加一个0.1uf~1uf的电
容就可以了。V out一般用作8～12bit的D/A芯片的
基准电压
输出电压: 2.5 V ＋/- 25 mV
输入电压范围: 4.5 V to 40 V
输出电流: 10 mA
图9 MC1430示意图
3.2数显部分的安装
根据绘制的接线图，首先在面包板上吧7107和四个数码管的位置确定好，为了便于显示，一般要把四个数码管放在上方。然后以接线方便为原则，确定7107的位置。同时要考虑“＋电源”、“－电源”、“地”线的接法。其它芯片、电阻、电容、电位器等围绕7107就近安排位置。
学生绘制的接图需经过指导教师检查，检查无误后，才可以进入实际插接阶段。
插接导线时要“细心，细心，再细心!”,丝毫马虎不得，否则日后检查起来将十分麻烦；插接导线时要注意保证导线的牢固，整齐，美观。
插接导线时要使用“扒皮钳子”，“斜口钳子”和“镊子”等工具。保证插接牢固。同时掌握以上工具的使用方法。
同组同学要相互研究，分析电路，以保证接插的正确性。人人动脑筋，人人参与安装，人人有收获。
经指导教师检查面包板的线路插接正确无误后，才可能通电调试。
3.3电源部分的安装
由于数显部分要使用±5V的电源，这里采用两个三端集成稳压器。其中7806为固定标准正电压稳压器；7906为固定标准负电压稳压器。电源原理图如图10所示。
图10 正，负输出电压电路
CW7806、CW7906的引脚图见图11和图12所示。
2 1
3 2
1
3
0.3 +
20
CW78ⅹⅹ
CW78ⅹⅹ
2 20V
D
1
D
2
D
3
D
4
0.3
0.1
0.1
+V
-V
电源电路的器件包括电源变压器、整流桥、集成稳压器及电容。
整个电路安装在一块印刷线路板上，安装时要使用电烙铁。为了使用该电源的安全性、可靠性。因此，在设计时要考虑线路布置合理，强电与弱电之间要留有相当的距离。同时注意220V 电源线的引入方向、安全，防止短路，输入±5V 电源要有“接线端子”。
电源的安装部分首先要根据电原理图绘制印刷电路板的接线图，学生绘制的接线图需经过教师检查无误后才可进行实际焊接，焊接过程中要掌握电烙铁的使用，使焊点大小均匀，光亮，无虑焊。
3.3 将数显部分，电源部分与其他部分组合
将LED 显示器、集成部分、数显部分、电源部分按照图示组合起来，采用直接耦合的方式连接，就构成了数字显示仪表。
数字显示电路部分的安装在面包板上进行，压力传感器、电源部分不在面包板上。在设计时要考虑线路布置合理，强电与弱电之间要留有相当的距离。同时注意220V 电源线的引入方向、安全，防止短路，输出±6V 电源要有“接线端子”
。
图11 CW7806引脚
图12 CW7906引脚
V IN
V O
GN
V IN
V O
GN
D
安装完成图如图13所示
图1安装完成图
第4章结论与体会
为期两周的数字显示仪表的制作即将结束，我深刻的感受到了团队的力量，我认为我们的任务是整个团队的任务，为此必须发扬团结协作的精神。刚开始制作的时候，大家就分配好了各自的任务，大家有的按照原理图接线，有的积极查阅相关资料，并且经常聚在一起讨论各种接法的可行性。在课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个任务失败。团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。而这次设计也正好锻炼了我们这一点，这也是非常宝贵的。
在设计过程中碰到了很多难点，例如在连接各元件时，稍有马虎就会连错，所以要细心再细心。在连接电源部分的时候要注意电源线的引入方向，仔细分析，防止短路等问题发生。
解决这些问题的过程中难点，不仅提高了我的分析问题，解决问题的能力，而且提高了我的动手能力，同时使我对数字显示仪表的原理、元件的识别能力又了进一步提高，为以后有关课程的学习打下坚实的基础。这次的课程设计让我受益颇深！
参考文献
[1] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[M].山东：石油大学出版社,2003.
[2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社,1997.
[3] 孙肖子,刘刚等.传感器及应用[M].北京：电子工业出版社,1996.
[4] 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.
[5] 赵继文.显示仪表与应用电路设计[M].北京：科学出版社，2002.
[6] 常健生.检测与转换技术[M].吉林：吉林工业大学出版社,2006.
常见的几种压力表简介
在现今很多的生产活动和机器设备上都会用到压力表，作为测量大气压及其它气压的仪表，我们应该对其有相应的了解。所谓压力表就是以大气压为基准，用于测量小于或大于大气压力的仪表。压力表并非只有一种，根据不同的用途，压力表可分为：膜片压力表、不锈钢压力表、氨压力表、磁助电接点压力表、耐震压力表、不锈钢膜盒压力表等众多类型的压力表。下面简单的介绍其中一些压力表： 不锈钢膜盒压力表 不锈钢膜盒压力表参照原膜盒压力表的结构特点而研制的具有耐腐蚀作用的微压表。应用于锅炉通风和气体管道等设备上，在耐腐要求较高的工艺程中测量各种气体介质的微压和负压。为国内用户对引进的国外先进技术设备中同类仪表实现国产化的理想配套产品。 结构原理:仪表由测量系统包括接头、波纹膜盒等，传动机构包括拔杆机构，齿轮传动机构，指示部件包括指针与度盘和外壳包括表壳、衬圈和表玻璃所组成。仪表的工作原理是基于波纹膜盒在被测介质的压力作用下，其自由端产生相应的弹性变形，再经齿轮传动机构的传动并予放大，由固定于齿轮轴上的指针逐将被测值在度盘上指示出来。还有调零装置，可以方便调整零位。 不锈钢压力表 不锈钢压力表广泛应用于石油、化工、化纤、冶金、电站等工业部门对耐蚀、抗振要求较高的工艺流程中测量各种流体介质的压力。不锈钢压力表的整体结构设计合理、工艺精致，具有较高的测量精确度和持久的稳定性，因此不仅可提供出口，尤为国内用户对引进国外先进技术装备中的同类仪表实现国产化的理想配套产品。 结构原理:仪表由导压系统包括接头、弹簧、限流螺钉等、齿轮传动机构、示数装置指针与度盘和外壳包括表壳、表盖、表玻璃等所组成。外壳为气密型结构，能有效地保护内部机件免受环境影响和污秽侵入。对于在外壳内充液一般为硅油或甘油的仪表，能够抗工作环境振动较剧和减少介质压力的脉动影响。 耐震压力表 用于测量对铜和铜合金无腐蚀性、无爆炸性、且不结晶、不沉淀的气体或液体的压力。耐震压力表最大的特点是能在剧烈震动的机床或设备中能够正常测压。抗震等级为V.H.4和V.H.5适用量测激烈震动之场所介质压力脉冲频繁，长时间处于工作状态的机械和设备压力，可代用一般压力表。 膜片压力表 适用于测量具有一定腐蚀性、非凝固或非结晶的各种流体介质的压力或负压。耐腐蚀性取决于膜片材料。 结构原理：仪表由测量系统包括法兰接头、波纹膜片、传动指示机构包括连杆、齿轮传动机构、指针和度盘和外壳包括表壳和罩圈等组成。膜片压力表外壳为防溅结构，具有较好的密性，故能保护其内部机构免受污秽浸入。仪表的作用原理是基于弹性元件测量系统上膜片变形。在被测介质的压力作用下，迫使膜片产生相应的弹性变形---位移，借助连杆组经传动机构的传动并予放大，由固定于齿轮上的指针逐将被测值在度盘上指示出来。 主要技术指示：精确度等级：2.5、使用环境温度：-40～+70℃；相对湿度不大于90%、温度影响：使用温度偏离20±5℃时，其温度附加误差不大于0.04%/℃、工作位置：垂直安装、外壳防护等级：IP64。 氨压力表 氨压力表主要适用于在化肥生产过程中或制冷设备中用来测量氨的液体、气体或其混合物等的压力；亦可用于测量对普通碳素钢、奥氏体类不锈钢、台金结构钢以及锡钎焊料等无腐蚀作用的、非结晶和凝固的各种介质的压力。 磁助电接点压力表
控制装置与仪表课程设计
控制装置与仪表课程设计 课程设计报告 ( 2012-- 2013年度第二学期) 名称：控制装置与仪表课程设计 题目：炉膛压力系统死区控制系统设计院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：一周 成绩： 日期：2013年7 月5日
一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1 目的与要求 （1）认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 （2）了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。 （3）掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。 （4）初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 1.2设计实验设备 KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1 1.3 主要内容 1. 按选题的控制要求，进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。 2 . 组态设计 2．1 KMM组态设计 以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图，由组态图填写 KMM的各组态数据表。 2．2 组态实现 在程序写入器输入数据，将输入程序写入EPROM芯片中。 3. 控制对象模拟及过程信号的采集 根据控制对象特性，以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路，模拟控制对 象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中，以便进行观察和记录。 4. 系统调试 设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产 过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改 时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设 备故障。动态调试一般包括以下内容： 1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常； 2)检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行； 3）对控制回路进行在线整定； 4）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，要重新组态下装。 二、设计（实验）正文 1设计题目：炉膛压力系统死区控制系统设计（如附图1） 附图1： 引风机 炉膛压力系统死区单回路控制系统
压力测量仪表原理及结构
压力表工作原理及结构 用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装臵。仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力（习惯上称表压）、负压 (习惯上称真空)和差压。 图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。工程技术上所测量的多为表压。压力的国际单位为帕(Pa)。压力的其他单位还有：工程大气压(kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)(即托)等。 压力是工业生产中的重要参数。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。 弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽(-0.1～1500兆帕)，是压力测量仪表中应用最多的一种。 一、压力表 1.1、压力表的工作原理 弹簧管压力表又称为波登管压力表。压力表中的弹簧的自由端是封闭的，它通过拉杆带动扇形齿轮转动。测压时，弹簧管在被测压力作用下产生变形，因而弹簧管自由端产生位移，位移量与被测压力的大小成正比，使指针偏转，在度盘上指示出压力值。如果表壳内通有大气，压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。弹簧管压力表带有隔离装臵时，尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力。在精确度较高（如0.25级以上）的弹性式压力测
数显仪表课程设计3
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
课程设计说明书 压力表
《精密机械设计基础课程设计》 设计说明书 设计题目： 设计人员： 班级： 指导教师： 河北工业大学测控系 2018-01-03
目录 1 设计任务 (3) 2 方案论证 (4) 2.2原理分析 (4) 2.3国内外典型仪表现状及发展趋势 (6) 3 参数选择 (6) 3.1弹簧管 (6) 3.2曲柄滑块机构 (7) 3.3齿轮传动参数的选择 (7) 3.4 标尺指针参数选择 (7) 3.5 游丝的选择 (7) 4 参数的计算 (7) 4.1 弹簧管有关参数的确定。 (8) 4.2 曲柄滑块机构参数的确定 (9) 4.4 游丝应力校核 (11) 4.5 游丝各系数最后确定 (13) 4.6 总体方案设计 (13) 5 标准化统计 (14) 6 所绘制零件结构参数设计说明 (14) 6.1 按仪表特性的要求确定零件尺寸 (14) 6.2按标准化规范确定零件尺寸 (14) 6.3由材料规格确定 (15) 6.4由空间结构确定 (15) 6.5类比 (15) 7 工作总结 (15) 8 公式来源 (17) 参考资料 (17)
1 设计任务 设计一用于测压力的弹簧管压力表，其要求如下：
2 方案论证 2.1 结构概述 弹簧管压力表是一种用来 测量气体压力的仪表。 压力表的组成： 灵敏部分（弹簧管） 传动放大部分（曲柄滑 块、齿轮机构） 示数部分（指针、刻度盘） 辅助部分（支承、轴、游丝） 2.1.1灵敏元件：将不便测量的物理量转换成易于直接比较的物理量，本设计将弹簧管作为灵敏元件，将不易于比较的压力转换为易于测量的位移． 2.1.2传动放大机构：本设计由曲柄滑块机构和齿轮传动机构组成．目的在于传递或放大位移，改变位移性质和得到等分刻度，并且应具有一定的补偿特性，同时仪表有较好的线性特性． 2.1.3示数装置：其作用是在接受传动放大机构的位移后，指示出待测量的数值．本设计采用指针指示标尺刻度． 2.2原理分析 作为灵敏元件的弹簧管可以把气体压力转变为管末端的位移，通过曲柄滑块机构将此位移转变为曲柄的转角，然后通过齿轮机构将曲柄转角放大，带动指针偏转，从而指示压力的大小。将转
如何正确选择压力仪表
如何正确选择压力仪表 如何正确选择压力仪表：我们要从测量介质的温度，压力，介质的粘度，精度要求，尺寸大小，输出信号，使用现场环境来综合考虑。正确选择压力表必须从多方面考虑，不能只是想着低价格，选型是最主要的，其次在使用中要注意正确安装使用和维护。 根据压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电阻式、电容式、电感式和振频式等等。压力计测量压力范围宽广可以从超真空如133×10-13Pa 直到超高压280MPa。压力计从结构上可分为实验室型和工业应用型。压力计的品种繁多。因此根据被测压力对象很好地选用压力计就显得十分重要。 1．就地压力指示：当测量介质压力在2.6Kpa时,可采用膜片式压力表、波纹管压力表和波登管压力表。如接近大气压的低压检测时，可用膜片式压力表或波纹管式压力表。 2．远距离压力显示：如果需要进行远距离压力显示时，一般用气动或电动压力变压器，也可用电气压力传感器。当压力范围为 140~280MPa时，则应采用高压压力传感受器。当高真空测量时可采用热电真空计。 3．多点压力测量：进行多点压力测量时，可采用巡回压力检测仪。如果被测压力达到极限值需报警的，则应选用附带报警装置的各类压力计。 如何正确选择压力仪表除上述几点考虑外，还需考虑以下几方面：
（1）压力表量程的选择：根据被测压力的大小确定仪表量程。对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最大压力值应不超过满量程的3/4；测波动压力时，最大压力值应不超过满量程的2/3。最低测量压力值应不低于全量程的1/3。 （2）压力表精度选择：根据生产允许的最大测量误差，以经济、实惠的原则确定仪表的精度级。一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够,科研或精密测量用0.5级或0.35级的精密压力计或标准压力表。（3）压力表使用环境及介质性能的考虑：环境条件恶劣，如高温、腐蚀、潮湿、振动等，被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等，以此来确定压力表的种类和型号。 （4）压力表外形尺寸的选择：现场就地指示的压力表一般表面直径为φ100mm，在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为 φ200~φ250mm的，盘装压力表直径为φ150mm，或用矩形压力表。 压力表正是由于价格低，所以市场用量很大，压力表测量的好坏，大都数原因和选型有关，其次是使用和维护问题。相信大家现在一定知道如何正确选择适用的价格合理的压力仪表。
检测技术及仪表课程设计报告
检测技术及仪表课程设计报告 1、1 课程设计目的针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 1、2课题介绍本课设题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需参数的检测。设计检测方案，包括检测方法，仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 1、3 实验背景知识换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界分关注而又至今未能解决的难题之一。 1、4 实验原理 1、4、1 检测方法按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种；非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法
和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里选择热学法中的污垢热阻法。 1、4、2 热阻法原理简介表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf，污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示： （1-1）图1-1 清洁和有污垢时的温度分布及热阻通常测量污垢热阻的原理如下：设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的，图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为： （1-2）图1b为两侧有污垢时的温度分布，其总传热热阻为： （1-3）忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响，则可认为（1-4）于是两式相减得： （1-5）该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见，假定换热面只有一侧有污垢存在，则有：（1-6）（1-7）若在结垢过程中，q、Tb均得持不变，且同样假定（1-8）则两式相减有： （1-9）这样，换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。
课程设计说明书_智能压力测量仪
郑州华信学院 课程设计说明书 题目：智能压力测量仪 姓名：杨巍 院（系）：机电工程学院 专业班级：电气工程三班 学号：1102120310 指导教师：宋东亚杨坤漓 成绩： 时间：2013年12月17 日至2013 年12 月28 日
郑州华信学院 课程设计任务书 题目智能压力测量仪 专业、班级电气工程及其自动化三班 学号 1102120310 姓名杨巍 主要内容： 利用单片机计一个智能压力测量仪，要求显示压力数据。 基本要求： 1.设计一个智能压力测量仪，要求显示当前压力数值。 2.利用proteus软件完成设计电路和仿真； 3.掌握并口驱动数码管动态显示的方法； 4.通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。 主要参考资料： [1]李全利，单片机原理及接口技术[M]，高等教育出版社 [2]王文杰，单片机应用技术[M]，冶金工业出版社 [3]朱清慧，PROTEUS教程——电子线路设计、制版与仿真[M]， 清华大学出版社 [4]单片机实验指导书，天煌教仪 [5]彭伟，单片机C语言程序设计实训100例[M]，电子工业出版社 完成期限： 指导教师签名： 课程负责人签名：
年月日 目录 摘要 ...................................................................................................................................................... - 4 -1 引言 .................................................................................................................................................... - 4 - 1.1 问题的提出 .................................................................................................................. - 4 - 1.2任务与分析 ................................................................................................................... - 4 - 2方案设计 ................................................................................................................................................. - 5 - 2.1 系统方案设计论证....................................................................................................... - 5 - 2.1.1系统的控制方案设计......................................................................................... - 5 - 2.2最终设计方案总体设计框图........................................................................................ - 5 - 3 系统硬件设计 ........................................................................................................................................ - 6 - 3.1 AT89C51单片机 ........................................................................................................... - 6 - 3.1.1 AT89C51单片机介绍 ........................................................................................ - 6 - 3.1.2 选用AT89C51单片机原因 ...................................................................................... - 7 - 3.2 时钟电路 ...................................................................................................................... - 8 - 3.3 复位电路 ...................................................................................................................... - 8 - 3.4 PG160128A显示电路................................................................................................... - 9 -
智能仪器设计课程设计
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：
JR型 远程压力数字式压力表
145 Honeywell ? Sensing and Control JR 型 远程压力数字式压力表 特性： ● 可提供便携式电池电源 ● 两个可编程的限制器和继电器（可选）● 测试表的精度为满量程0.2%● 精度高和低探测- 微型微处理器 ● 范围至60000psi- 表压、绝压、真空压力或综合装置●可选压力孔转接头● 0.5 英寸的4?数字显示● 客户重新校准标定● 零点偏置/ 皮重● on/off 开关禁用特点 ● 可选携带式仪器箱和面板安装环● NEMA 4 额定值（可选）● NIST 可追溯（可选） 描述： JR 系列数字式压力表使用了6ft 长的微通道电缆接头与精度为0.2% 满量程和高过压保护的不锈钢膜片的传感器技术。传感器技术提供了更高精度的完整压力范围。JR 系列，不需频繁重新校准标定，使用寿命长。符合 NEMA 4 标准，提供EMI 和RFI 保护。JR 系列的数字显示器分辨率高，一目了然。操作员不会因弄错标记或视觉上的误差而产生失误。可以标为不同工程单位的读数，如InHg Ft 、 H2O 等。JRB 型提供了4mA 至20mA，2 线输出。JRE 型提供了0Vdc 至5Vdc 输出。JRR 型有两个可编程的限制器和继电器与无模拟输出。JRX 型提供了0Vdc 至5Vdc 输出与两个可编程的限制器和用于过程控制或报警指示的继电器。 JRW 型使用一个或两个9V 碱性电池电源。JRT 型的电源是110Vac 的。JRV 型的电源是11Vdc 至32Vdc 的供电电源。 每个单元都有膜面，带有凸起的按钮和安装操作的触觉反馈功能。高档、低档以及清除键都位于前膜面上，操作方便。每个单元的零点调整和零点偏置/皮重功能都是标配。校准与安装参数储存在内存芯片中以保护断电的时候免受损失。未经授权的设置与校准可被内部安全系统锁住。前面板上的按钮多个一起操作也会导致指示器失灵。
压力仪表的分类与选择
压力仪表的分类与选择 根据测量原理来分，压力表可以分成两大类：一种是根据压力作用于物体后产生的物理效应测量压力大小的，如压阻式压力传感器和压电式压力传感器等；一种是按压力的定义直接测量压力大小的，如液柱式压力计和数显压力表等。 在生产过程中要根据被测压力信号的大小、是否需要远传、报警或自动记录、显示要求、被测介质特性（如黏度大小、温度高低，腐蚀性、清洁程度等）、要求测量精度、周围环境条件（诸如温度、湿度、振动等）、是否要求防爆等来选择合适的压力计；即按压力量程定制的压力表、远传压力表、集压力显示控制报警于一体的数显压力控制器、需要采集记录数据的记录型压力表、特殊介质需耐腐蚀压力表、防爆压力表。总之，正确选用仪表类型是保证安全生产及仪表正常工作的重要前提。 1、信号传送距离：就地显示压力可以选用数显式压力表、液柱式压力表、浮标式压力表等；需要远传压力信号或对压力信号进行控制时，可以选择远传压力表、控制式压力表、报警式压力表等。 2、测点个数：需要同时测量多点压力时可以选择压力巡检仪表。 3、量程：根据被测压力大小选择合适的压力表量程。稳定压力，被测压力应落在1/3~2/3量程之间；脉动压力，最大压力应不超过满量程的1/2；高压，最大压力应不超过满量程的3/5。 4、精度：根据生产过程允许的最大测量误差选择，兼顾经济性、可靠性与耐用性。 5、外形尺寸：数显压力表一般选择表盘直径为φ60mm、φ80mm、φ
100mm；指针仪表表盘直径一般选为φ150mm，较差照明条件下可增大到φ200~φ250mm。 6、被测介质特性、黏稠、易结晶、具有腐蚀性或含固体颗粒的被测介质应选用平膜压力表或带化学密封装置的压力表；蒸汽或高温介质应选不锈钢压力表或安装冷凝圈；测特殊化工介质要选用专用压力表，如含氨介质选氨用压力表，含硫介质选抗硫压力表等。
基于MPX4115的数字压力测量仪器设计说明书
大作业说明书 基于MPX4115的数字压力测量仪器设计 学生姓名：xxx 学生学号：08372 专业：测控技术与仪器 指导教师：程xx
（一）系统总体设计 1：设计整体思想 基于MPX4115的数字气压计包括软硬件的设计与调试。软件部分通过对C 语言的学习和对单片机知识的了解，根据系统的特点编写出单片机程序。硬件部 分分为四大块，包括非电信号数据的采集、转换、处理以及显示: 。通过对设计 的了解，选择适合的器件，画出原理图。 2:系统总体框图 硬件部分由四部分构成，它们分别是：信息采集模块，数据转换模块，信息处理模块和数据显示模块。 (二)硬件电路设计及描述 1：数字压力测量仪设计意义 压力测量仪被广泛应用于国防领域、工业领域、医疗领域以及我们日常家庭生活中。其中的核心元件就是压力传感器，它在监视压力大小、控制压力变化以及物理参量的测量等方面起着重要作用。本系统设计的数字压力测量仪采用单片机控
制，具有使用方便、精度高、显示简单和灵活性等优点，而且可以大幅提高被控气压的技术指标，从而能够大大提高产品的质量 2：数据采集模块的芯片选择 压力传感器对于系统至关重要，需要综合实际的需求和各类压力传感器的性能参数加以选择。一般要选用有温度补偿作用的压力传感器，因为温度补偿特性可以克服半导体压力传感器件存在的温度漂移问题。 本设计要实现的数字气压计显示的是绝对气压值，同时为了简化电路，提高稳定性和抗干扰能力，要求使用具有温度补偿能力的压力传感器。经过综合考虑，本设计选用美国摩托罗拉公司的集成压力传感器。MPX4115可以产生高精度模拟输出电压。 数据采集模块由压力传感器MPX4115构成。其中1脚是输出信号端，输出的是与气压值相对应的模拟电压信号。数据采集模块的原理如图、 数据采集模块原理图 MPX4115的实物图 气压传感器MPX4115的原理 MPX4115系列压电电阻传感器是一个硅压力传感器。这个传感器结合了高级的微电机技术，薄膜镀金属。还能为高水准模拟输出信号提供一个均衡压力。在0℃-85℃的温度下误差不超过1.5%，温度补偿是-40℃-125℃。
数字式压力表设计
实习报告 课程名称：数字式电压表 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师日期
数字式压力表的设计 1.课程设计的目的 压力表是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。利用ICL7107构成数字式压力表。 2.课题要求 （1）测压范围：0—60Mpa，主要分为四个量程段：0.04—0.6Mpa；0.1—6Mpa；1—25Mpa；1—60Mpa； （2）测量精度：1.0级。 （3）具有显示、变送、报警等功能，可同时两路输入； （4）模拟输出：可同时提供两组4-20mA或0-10V输出。 3.设计原理 主要器件由芯片ICL7106和液晶显示器LCD组成 关键词：芯片ICL7106 液晶显示器LCD 图一为简易原理方框图。 由于7106是把模拟电路与逻辑电路集成在一块芯片上，属于大规模CMOS 集成电路，因此本方案主要有以下特点：（1）采用单电源供电，可使用9V迭层电池，有助于实现仪表的小型化。（2）芯片内部有异或门输出电路，能直接驱动LCD显示器。（3）功耗低。芯片本身消耗电流仅1。8mA，功耗约16mW。（4）输入阻抗极高，对输入信号无衰减作用。（5）能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动显示极性的功能。（6）噪声低，失调温标和增益温标均很小。具有良好的可靠性，使用寿命长（7）整机组装方便，无须外加有源器件，可以很方便地进行功能检查。 本文设计的电压表,电压值显示稳定，读数方便，能测量正、负电压且能自动切换量程，使用方便。系统框图（如图 1 所示）。本系统可分为测试电压转换、模拟电压通道、数据电压通道（A/D 转换及译码锁存）、数码显示、小数点
检测及仪表课程设计(DOC)
目录 1设计目的 (2) 2题目介绍 (2) 3 背景意义 (2) 3.1实验装置简介 (2) 3.2研究污垢传热的理论知识 (3) 4参数检测与控制 (5) 4.1进出口温度水浴温度测量 (5) 4.1.1 仪表种类选用及依据 (5) 4.1.2 注意事项 (6) 4.1.3 可能误差 (6) 4.2 实验管壁温测量 (7) 4.2.1 仪表种类选用及依据 (7) 4.2.2 可能误差 (7) 4.3 水位的测量 (7) 4.3.1 仪表种类选用及依据 (7) 4.3.2 注意事项 (8) 4.3.3 可能误差 (8) 4.4 实验管内流体流量的测量 (8) 4.4.1仪表种类选用与依据 (8) 4.4.2 可能误差 (10) 4.5 差压测量 (10) 4.5.1仪表种类选用与依据 (10) 4.5.2 可能误差 (11) 5.参考文献 (12)
第1章绪论 1.1设计目的 针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 2题目介绍 本课设题目以一多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需检测参数的检测。设计检测方案，包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 该实验装置上，需要检测和控制的参数主要有： 1、温度：包括实验管流体进口（20~40℃）、出口温度（20~80 ℃）， 2、实验管壁温（20~80 ℃）以及水浴温度（20~80 ℃） 3、水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm~500mm 4、流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，流量范围0.5~4m3/h 5、差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0~50mm 水柱 3 背景意义 3.1实验装置简介 如图3—1所示的实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授为首的课题组基于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。 基于本实验装置，先后完成国家、东北电力公司、省、市多项科研项目并获奖，鉴定结论为国际领先。目前承担国家自然科学基金、973项目部分实验工作。
数字显示仪表课程设计
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)
(完整版)液压传动课程设计-液压系统设计举例
液压系统设计计算举例 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 1 设计要求及工况分析 1.1设计要求 要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进 → 工进 → 快退 → 停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L =30468N ；运动部件所受重力G =9800N ；快进、快退速度υ1= υ3=0.1m/s ，工进速度υ2=0.88×10-3m/s ；快进行程L 1=100mm ，工进行程L 2=50mm ；往复运动的加速时间Δt =0.2s ；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs =0.2，动摩擦系数μd =0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 1.2负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30468N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2.01 .08.99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间 快进 s 1s 1.0101003 11 1=?==-υL t 工进 s 8.56s 1088.010503 322 2=??==--υL t 快退 s 5.1s 1.010)50100(3 3 2 13=?+=+= -υL L t 设液压缸的机械效率ηcm =0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
压力检测仪表
第三章压力检测仪表 压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果；压力的监控也是安全生产的保证。压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。 1．压力概念和单位 压力概念：在工程上，“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用P表示，对应于物理学中的压强。 单位：国际标准单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa，加上词头又有千帕、兆帕等，我国规定帕斯卡为压力的法定单位。目前，工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。 在工程上，压力有几种不同的表示方法，并且有相应的测量仪表。 (1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。用来测量绝对压力的仪表， 称为绝对压力表。
(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力，称为大气压力。它随地理纬度、海拔高度及气象 条件而变化，其值用气压计测定。 (3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中，则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差， 称为表压力。一般地说，常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。 (4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力)，其绝对值称为真空度，用来测量真 空度的仪表称为真空表。 (5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。生产过程中有时直接以差压作为工艺参数，差压测量 还可作为流量和物位测量的间接手段。 压力检测的主要方法及分类： 根据不同工作原理，主要的压力检测方法及分类有如下几种。 （1）重力平衡方法 液柱式压力计基于液体静力学原理。被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，将被测压力转换为液柱高度来测量，其典型仪表是U形管压力计。这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉，但—般为就地测量，信号不能远传；可以测量压力、负压和压差；适合于低压测量，测量上限不超过0.1～0.2 Mpa；精确度通常为0.02%～±0.15%。高精度的液柱式压力计可用作基准器。 负荷式压力计基于重力平衡原理。其主要型式为活塞式压力计。被测压力与活塞以及加于活塞上的砝码的重量相平衡，将被测压力转换为平衡重物的重量来测量。这类压力计测量范围宽、精确度高(可达±0.01%、性能稳定可靠，可以测正压、负压和绝对压力，多用作压力校验仪表。单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa，此外还有测量低压和微压的其他类型的负荷式压力计。 (2)机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力可以测知被测压力。力平衡式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。这种类型的压力、差压变送器在电动组合仪表和气动组合仪表系列中有较多应用。
数字压力表使用说明书
YS-100型数字压力表使用维护说明书 本数字压力表结合了世界领先的微处理技术和先进的模数转换算法，达到高精度，低功耗的要求。采用大屏幕的液晶显示技术，使数据清晰易读。独特的背景灯技术夜晚也能正常使用，采用进口芯片，对仪表数据采集、记忆、测量保持最高峰值，手动回零，外壳采用不锈钢，耐腐蚀，抗机械压力，机体整体采用密封技术，可以应用在多种复杂的环境中。陶瓷传感器经久耐用，安全卫生，可应用在食品卫生行业。本产品是国外名牌数字压力表的中国OEM产品，拥有和国外数字压力表同样性能，是替代传统机械表的理想选择。 一工艺特性 ●电气特性：工作电源：3.6VDC; 功率消耗：100微瓦 工作温度：-20℃~+80℃ -40℃~+80℃ 工作湿度：10%～90%（不凝结）;连续工作时间：大于3年 精度等级：0.25%；0.5%；1%； 测量范围：0～100Mpa（可选）；0～5Kpa～600Kpa （可选）； 真空：-100Kpa～0Kpa（可选）-0.1～ 0 Mpa 压力真空：-0.1～2.4Mpa（可选）；- 100～2400Kpa 压力单位可选：Mpa 、Kpa、Kgf/cm2、Bar、mBar、Psi KN、mmAq mmHo、Torr mmhg、atm （特殊要求可定做成Psi、Mpa 、Kpa自由切换） 屏幕信息量：4位9段; 报警输出电压：2.7V-3.0V（5mA） ●机械特性 振动特性：40g（最大）；4g（最大）15-200Hz 外形尺寸：
主要用途： 1、油田注水，井口容器设备压力测量： 2、原油外输：动力设备管道泵进出口压力测量; 3、石油化工：生产工艺中的真空，微压及腐蚀性的气体，液体压力测量; 4、液压系统、制冷、过程监控OEM应用; 5、高温介质，粘稠介质，液体高度测量; 6、空调、气体处理设备、呼吸机、医疗设备、实验室、压缩机等压力的测量; 二操作说明 本产品的传感器与显示处理部分采用一体化的设计结构，使用简便，该仪表与被测机构使用螺纹直接连接的方式，对仪表的摆放角度不做任何要求。在使用测量以前应该估算被测量目标的大致压力范围，以免由于压力过大超出测量范围对传感器造成机械上的损坏。本产品的压力响应时间为2S。 三注意事项 本产品属于机电产品，使用了液晶显示技术，在强光下使用会减少液晶屏幕的使用寿命，而且可能会使数据辨认不清楚，由此造成的事故后果，本厂不负任何责任。仪表接液部分为不锈钢金属材料和陶瓷传感器，测量强酸，强碱的介质应选取用隔膜型数字压力表。本产品使用不可充电的锂电池，使用过后的电池应妥善处理（可邮寄回本厂统一处理）以免造成环境污染。在高温或低温的情况下使用（大于85℃，小于-30℃）时，超过85℃应加散热器，否则测量精确度无法保证，而且过高的温度情况下锂电池有爆炸的危险，在存储或运输的过程中也应该注意仪表温度。由于本产品为电子产品在强电磁场中使用会使仪表产生故障，造成示值不准确或根本无法显示等情况，但是不会对仪表造成本质的损坏。不同的仪表有不同的压力测量范围，正常情况下可以在超过量程的10%以内使用，进一步超量程使用可能会造成传感器的机械损坏，进而造成测量气体或液体的泄露，这种损坏是不可恢复的，由此造成的后果本厂不承担任何连代责任。 四故障与排除 本产品属于机电产品，在运输过程和使用过程中，由于环境干扰，人为操作使用不当的原因，可能造成仪表不能正常工作和显示。对于简单的故障用户可以自行排除，其他的故障