電加熱爐溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)

1、電加熱爐溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制電加熱爐的溫度在某一溫度范圍。系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。電加熱爐頂部置入深度不一的兩溫度傳感器，用 于檢測加熱爐內(nèi)的溫度，爐內(nèi)溫度取其平均值；單片機(jī)通過鍵盤對加熱爐的溫度 進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)爐內(nèi)溫度與設(shè)定溫度值的差別程度， 有不同的提示信號。爐內(nèi)的 溫度和當(dāng)前設(shè)定溫度通過顯示設(shè)備實(shí)時(shí)顯示。圖1溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖一、要求1. 基本要求(1) 溫度可調(diào)節(jié)范圍為60C200C，最小設(shè)定分度為 1C。(2) 溫度顯示功能，分辨率為0.1 C。(3) 當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值并穩(wěn)定后，爐內(nèi)溫度的波動(dòng)控制在±2以內(nèi)。 要求溫度調(diào)控未達(dá)到和

2、達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，均給出聲或光提示信號。(4) 當(dāng)設(shè)定的調(diào)節(jié)溫差為15C時(shí)，要求達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的調(diào)節(jié)時(shí)間小于等于 2分鐘，穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度波動(dòng)在 ±2以內(nèi)。2. 發(fā)揮部分(1) 當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值并穩(wěn)定后，、爐內(nèi)溫度的波動(dòng)控制在±1以內(nèi)。(2) 當(dāng)設(shè)定的調(diào)節(jié)溫差為15C時(shí)，盡量減少達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的調(diào)節(jié)時(shí)間，并要求超調(diào)量不超過3C,穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度波動(dòng)在 ±1以內(nèi)。(3) 能記錄并實(shí)時(shí)顯示溫度調(diào)節(jié)過程的曲線，顯示的誤差絕對值小于2C。(4) 其他。三、說明(1) 爐內(nèi)溫度檢測采用具有溫度測量功能的數(shù)字萬用表(測評時(shí)自帶)。(2) 當(dāng)溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的提示信號出現(xiàn)后立即檢測

3、調(diào)控的溫度值，每次檢測時(shí)間延續(xù)60s，以記錄溫度波動(dòng)的最大值。3）設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。C3） 智能窗系統(tǒng)一、任務(wù)對下雨等情況進(jìn)行自我監(jiān)測， 并自動(dòng)控制窗戶關(guān)閉。 當(dāng)室內(nèi)煙霧、 可燃性氣體超過指標(biāo) 時(shí)可自動(dòng)開啟窗戶，通風(fēng)換氣。ill, 、-二、要求1. 基本要求1）防盜報(bào)警功能 如果有人要強(qiáng)行從窗戶進(jìn)入室內(nèi)，智能窗便會(huì)用喇叭播放“捉賊啦，在*單元 *號”，連續(xù)播放 5 分鐘。2）防毒報(bào)警功能 室內(nèi)的煤氣、天然氣等可燃?xì)怏w或煙霧的濃度超標(biāo)時(shí)，智能窗便會(huì)報(bào)警，并開啟窗戶， 啟動(dòng)排風(fēng)扇， 讓有毒氣體散發(fā)

4、到室外， 可有效防止中毒或火災(zāi)事故的發(fā)生， 確保室內(nèi)空氣清 新，身體不受傷害。3）防雨功能 下雨了，窗戶會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。不讓雨水淋到屋里來。2. 發(fā)揮部分（1）窗的設(shè)計(jì)可以任意發(fā)揮，但是提倡簡潔、成本低。（2）關(guān)于其他功能的設(shè)計(jì)。三、說明（1）采用的傳感器盡量穩(wěn)定和廉價(jià)。類型不限定。（2）設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、 主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。（ C4） 鉆孔定位儀設(shè)計(jì) 在室內(nèi)安裝施工中，有時(shí)需要從墻壁的一側(cè)向不可直接看見的另一側(cè)鉆通 孔，需要預(yù)先確定通孔的進(jìn)口和出口的位置。 鉆孔定位儀是一種電子儀器， 由發(fā) 射和接收兩個(gè)部分組成。

5、 將發(fā)射部分放在墻壁另一側(cè)選好的位置上， 在墻壁的一 側(cè)通過移動(dòng)接收部分找到對應(yīng)位置， 并發(fā)出成功信號。 當(dāng)偏離對應(yīng)位置時(shí)接收部 分還可在一定范圍指示偏離方向。一、任務(wù)： 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡易鉆孔定位儀。 設(shè)計(jì)鉆孔定位儀的方案很多，這里僅舉 一例。如圖所示發(fā)射部分為一線圈， 線圈的中心就是需要打孔的位置。 在墻壁的 另一面擺放數(shù)只接收線圈 （例如用 4 只線圈組成的一個(gè)方陣， 方陣的位置可以手 動(dòng)移動(dòng)），通過這幾個(gè)線圈所接收到的信號，判斷發(fā)射線圈的中心位置。 二、要求： 墻壁用兩層木工板 （或其他非金屬板材） 代替，兩層板之間的距離可以調(diào)整， 中間可插入鋼筋（直徑約 1cm）。1基本要求（1）功

6、能：分別在墻厚D為10cm、20cm和30cm三種情況下尋找對應(yīng)中 心位置（誤差 15cm）,確定后發(fā)出顯示信號。尋找過程中有偏離方向指示；（2）精度（墻厚 20cm 條件下測量）：計(jì)算所測出的中心位置與發(fā)射部分 確定的中心位置之間的偏離, 根據(jù)偏離的大小判斷作品的精度。 最高要求： 偏離 小于 1cm。2發(fā)揮部分（1）能發(fā)現(xiàn)墻中有鋼筋,并能在對準(zhǔn)鋼筋的位置時(shí)發(fā)出警告（因此處不可 打孔）；（2）粗略測出墻厚度（1030cm范圍內(nèi)，內(nèi)部無鋼筋），根據(jù)誤差大小 評定作品的該項(xiàng)成績。最高要求：誤差小于 1cm。C5) 單相工頻交流電參數(shù)測量儀設(shè)計(jì)一、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一臺(tái)電子式電參數(shù)測量儀， 該電參數(shù)測量

7、儀能測量電壓、 電流、有 功功率、功率因數(shù)、電量、頻率等電參量。二、要求1基本要求(1)電壓測量值取 3 位整數(shù)；(2)電流測量范圍為010A，保留2位小數(shù)；( 3)有功功率只取整數(shù)，功率因數(shù)和電量取 2 位小數(shù)，頻率取 1 位小數(shù)；(4)電壓、電流、電量允許誤差 2；( 5)上述各參數(shù)能實(shí)時(shí)顯示；(6)設(shè)計(jì)參數(shù)測量儀所用的電源。2發(fā)揮部分( 1 )各參數(shù)允許誤差 0.5；(2)測量交流輸入電壓頻率。測量范圍：4555Hz;誤差：土 0.001 Hz。；( 3)可設(shè)置大負(fù)載斷電報(bào)警功能，大負(fù)載報(bào)警電流可任意設(shè)置；( 4 )可實(shí)現(xiàn)預(yù)購置電能功能，當(dāng)有剩余電量為 10 kwh 時(shí)，測量儀將斷電 工

8、作 10 秒以示報(bào)警；( 5)可實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)量電量功能，時(shí)段不少于 8 段；(6)測量電壓和電流的各次諧波含量。(以 N次電壓諧波含有率為例，N 次諧波含有率為N次諧波電壓的方均根值與基波電壓的方均根值之比， 電流諧波 含有率計(jì)算方法同電壓諧波含有率。 測量至 9 次諧波，采用列表和百分?jǐn)?shù)形式顯 示，分辨率 1%。)四、說明1調(diào)試時(shí)可用函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦信號電壓作為一路交流電壓信號；再 經(jīng)移相輸出代表同一路的電流信號， 移相網(wǎng)絡(luò)自制。 也可采用雙路信號發(fā)生器直 接產(chǎn)生兩路信號一路代表電壓輸入信號，另一路代表電流輸入信號。2檢查交流電壓、交流電流有效值測量功能時(shí)，可采用函數(shù)發(fā)生器輸出的 對稱方波

9、信號。 電壓基波、諧波的測試可用函數(shù)發(fā)生器輸出的對稱方波作為標(biāo)準(zhǔn) 信號，測試結(jié)果應(yīng)與理論值進(jìn)行比較分析。3本題目不得采用電能計(jì)量專用芯片實(shí)現(xiàn)。C6） 基于 DSP 的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一、任務(wù)設(shè)計(jì) 并制 作一套用于 DSP 芯片開發(fā) 的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，芯片 型號 為： TMS320LF240。ill, 、-二、要求1基本要求（1）控制板整體設(shè)計(jì)要求合理；（2）管腳引出點(diǎn)間距符合萬用板標(biāo)準(zhǔn)，方便外擴(kuò)電路；（3）常用管腳需全部引出；（4）有必要的指示電路；（5）能進(jìn)行基本的測試實(shí)驗(yàn)，如流水燈實(shí)驗(yàn)， PWM 逆變控制實(shí)驗(yàn)等。2發(fā)揮部分（1）設(shè)計(jì)并制作一個(gè)DSP_XDS510仿真器，仿真器設(shè)計(jì)要求合理；（ 2）能完成

10、仿真器的基本功能；（ 3）其它（可靠性等） 。三、說明1+5V 可使用實(shí)驗(yàn)室可調(diào)電源，不需自制；2裝置應(yīng)能連續(xù)安全工作足夠長時(shí)間，測試期間不能出現(xiàn)過熱等故障；3設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主 要的測試結(jié)果（ C7） 基于 ARM 的煤礦瓦斯涌出量檢測儀、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基于 ARM 的瓦斯涌出量檢測儀二、設(shè)計(jì)要求1、基本要求（1）可以檢測煤礦瓦斯?jié)舛燃暗V井濕度（2）記錄檢測時(shí)間（ 1） 實(shí)現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸迗?bào)警2. 、發(fā)揮部分（1）液晶顯示測量的瓦斯?jié)舛龋?）將采集的數(shù)據(jù)回送地面控制室（3）良好的人機(jī)界面三、說明1、控制電路允許另加輔助電源，但應(yīng)盡量減少路數(shù)

11、和損耗。 2、裝置應(yīng)能連續(xù)安全工作足夠長時(shí)間，測試期間不能出現(xiàn)過熱等故障。3、模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境時(shí)將裝置放進(jìn)充有煤氣等可燃?xì)怏w的密閉容器中，進(jìn)行測 試。4、設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、 主要的測試結(jié)果。 完整的電路原理圖、 重要的源程序和完整的測試結(jié)果用附件給 出。鉆孔定位儀在室內(nèi)安裝施工中， 有時(shí)需要從墻壁的一側(cè)向不可直接看見的另 一側(cè)鉆通孔， 需要預(yù)先確定通孔的進(jìn)口和出口的位置。 鉆孔定位儀是 一種電子儀器， 由發(fā)射和接收兩個(gè)部分組成。 將發(fā)射部分放在墻壁另 一側(cè)選好的位置上，在墻壁的一側(cè)通過移動(dòng)接收部分找到對應(yīng)位置， 并發(fā)出成功信號。 當(dāng)偏離對應(yīng)位置時(shí)接收部分

12、還可在一定范圍指示偏 離方向。任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡易鉆孔定位儀設(shè)計(jì)鉆孔定位儀的方案很多，這里僅舉一例。如圖所示：發(fā)射線圈1只鉆孔位置接收線圈4只發(fā)射部分為一線圈，線圈的中心就是需要打孔的位置。 在墻壁的 另一面擺放數(shù)只接收線圈（例如用4只線圈組成的一個(gè)方陣，方 陣的位置可以手動(dòng)移動(dòng)），通過這幾個(gè)線圈所接收到的信號，判 斷發(fā)射線圈的中心位置。要求墻壁用兩層木工板（或其他非金屬板材）代替，兩層板之間的距離可以調(diào)整，中間可插入鋼筋（直徑約1cm），墻壁厚I度D 曙X坐標(biāo)f打孔位置Y坐標(biāo) 1I1基本要求（1）功能 分別在墻厚D為10cm、20cm和30cm三種情況下尋找對應(yīng)中心位置（誤差 15cm），

13、確定后發(fā)出顯示信號；尋找過程中有偏離方向指示；（2）精度（墻厚20cm條件下測量）計(jì)算所測出的中心位置與發(fā)射部分確定的中心位置之間的偏離，根據(jù)偏離的大小判斷作品的精度。最高要求：偏離小于1cm。2. 發(fā)揮部分（1）能發(fā)現(xiàn)墻中有鋼筋，并能在對準(zhǔn)鋼筋的位置時(shí)發(fā)出警告（因此處不可打孔）；（2）粗略測出墻厚度（1030cm范圍內(nèi)，內(nèi)部無鋼筋），根據(jù)誤差大小評定作品的該項(xiàng)成績。最高要求：誤差小于 1cm。金屬自動(dòng)探測器人們常常需要檢測某一區(qū)域內(nèi)是否藏有金屬物體，例如某一地面 下埋設(shè)的地雷，某一墻面內(nèi)藏有的鋼筋、電線等。一、 任務(wù) 設(shè)計(jì)制作一個(gè)金屬自動(dòng)探測器（模擬探雷系統(tǒng)）。在圖示面積大于1.6 x2m的

14、白紙或其他較薄的非金屬板材的背面 放置了若干個(gè)“地雷”（邊長為4cm的正方形鐵片，厚度約1mm）, 請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)探測器，將這些鐵片的數(shù)量及所在位置檢測出來。為檢測方便，在白紙上用寬度為 1cm的黑色線條畫有棋盤方格 坐標(biāo)（最外框線條寬2cm）,方格的寬度為20cm,鐵片放在坐標(biāo)線的 交點(diǎn)或每個(gè)小方格的中心，這樣，每個(gè)鐵片的位置皆對應(yīng)于一個(gè)確定 的坐標(biāo)，例如下圖中兩個(gè)鐵片的坐標(biāo)分別為（5, 6）和（3.5, 6.5）。要求1. 基本部分(1) 該自動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行后能自動(dòng)作地毯式搜索，搜索方式不限；(2) 當(dāng)檢測到金屬片時(shí)應(yīng)用聲或光發(fā)出警報(bào)信號，發(fā)出警報(bào)的位置應(yīng)力求準(zhǔn)確；2. 發(fā)揮部分(1) 在搜索

15、過程中實(shí)時(shí)顯示搜索器所在位置的坐標(biāo)；(2) 能在LCD顯示屏上記錄所檢測到的鐵片的個(gè)數(shù)及每 個(gè)鐵片中心位置的坐標(biāo)。注：如從不同搜索路徑多次檢測到同一目標(biāo)，記錄時(shí)應(yīng)作為一個(gè)目標(biāo)處理。智能體溫計(jì)用于精確測量人體溫度，并可將所測數(shù)據(jù)通過點(diǎn)陣式 顯示，以確定人體在某個(gè)階段的體溫曲線。要求：前端部分1.基本要求：本科組C題智能體溫計(jì)LCD屏記錄與系統(tǒng)前端部分歸一化輸出，即0+ 50 C線性對應(yīng)05 V ; 系統(tǒng)前端部分應(yīng)具有輸出保護(hù)電路，使其輸出電壓不超過5V; 系統(tǒng)每秒采集一次溫度，經(jīng)濾波、計(jì)算等處理后實(shí)時(shí)顯示溫度值，測量精度為土 0.1 C；系統(tǒng)每分鐘用語音報(bào)告一次所測溫度當(dāng)前值； 系統(tǒng)可在050C

16、的范圍內(nèi)任意設(shè)預(yù)警溫度值（默認(rèn)值設(shè)定為37.0C）,當(dāng)所測溫度超過預(yù)警溫度值時(shí)，系統(tǒng)立即報(bào)警，預(yù)警值的設(shè)定應(yīng)可隨時(shí)更改。調(diào)試方法一一以水溫代替人的體溫，用一根水銀溫度計(jì)與所制作的體溫計(jì)探頭（捆綁）同時(shí)接觸被測熱水的同一點(diǎn)。被測熱水存放于一只容器中，另備一只熱水壺與一只冰水壺 （保溫壺內(nèi)放適量冰塊）， 以便用添加熱水或添加冷水的方法隨時(shí)改變被測水溫。度計(jì)水銀溫自制測溫儀2.發(fā)揮部分：記錄測試結(jié)果并在點(diǎn)陣式 LCD屏上顯示2分鐘內(nèi)的溫度變化曲線; 非接觸式測量。（測量精度為土 0.2 C）;數(shù)字電壓表、任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表（著重單片機(jī)和顯示技術(shù)應(yīng)用）參考設(shè)計(jì)方案如下。LED顯示，信號調(diào)理A/D單片機(jī)或 LCD顯示鍵盤一、 要求：（1）基本部分1. 輸入直流電壓（允許疊加頻率為 0100Hz的交流信號）信號的最大幅度范圍為 0 ± 20V，2. 分辨率為3位半（即最大