温度传感器自动标定系统的软件设计
温度传感器自动标定系统的软件设计
王庆祝1 刘荣昌1 孙晓梅2 闫栋梁1
(1河北科技师范学院机械电子系 河北秦皇岛066600;2秦皇岛市第四中学D
摘要:简要介绍了以应用最多的温度传感器为突破口的温度传感器自动标定系统的硬件设计 主要阐述了用VB 语言开发用户界面 用VC ++创建数据采集动态链接库(DLL D 用Daf afif 软件进行数据拟合处理等的软件设计0
关键词:温度传感器;自动标定;数学模型;动态链接库
中图分类号:TP 311.11文献标识码:A 文章编号:1672-7983(2004D 04-0004-05
传感器在使用之前必须对其性能标定处理 以便在测量区域内更好地反映其真实特性0目前PC 机已在国内相当普及 采用基于PC 机的自动标定系统 将使传统的静态标定法发展成为以PC 机为主体的动态标定法 达到减少标定人员 减少人为误差 提高数据的准确性与可靠性的目的0笔者以温度(热电偶~热电阻D 传感器为突破口 进而开发其它常用传感器自动标定系统0将计算机数据采集~数据处理系统引入标定装置中 组成动态标定0其工作原理是在测试过程中 在电接点温度上升的任意时刻 待测传感器和标准传感器在同一温度下给出两个热电势信号即模拟量 通过A /D 转换将模拟量转换成数字量0由于标准热电偶(热电阻D 的温度与电势的函数关系已知 可将标准热电偶(热电阻D 输出的电势信号转换成温度 然后通过微机绘制出被测传感器的热电势 温度特性曲线 并实时显示~记录 最终得到其数学模型01自动标定系统的硬件设计
自动标定系统是由硬件和软件两部分组成 硬件配置原理如图10
图1硬件配置原理图
1.1PC 机的ISA 和PCI 总线
该系统软件适应于PC 机的
ISA 和PCI 总线0ISA 总线是8
位和8/16位兼容的总线 它有
24条地址线~16条数据线[1]0系
统采用了14条地址线和16条数
据线0PCI 总线是地址总线和数
据总线共用管脚 采用了多路复
用体系 PCI 总线宽度为32位
(5V D 并可升级为64位
(3.3V D [1]0系统中采用了12条
地址线和16条数据线0确定基板
地址为500H 0
1.2传感器及多路开关
标准传感器主要是考虑到温度传感器的常用性 从而选用测温范围宽~测量精度高的Pf 100热电阻(<500C D 和S 型热电偶(>500C D 传感器 标定的温度范围可达1000C 以上[2];系统先对这两种传感器进行标定 同时还可实现对输出为电压信号的仪器仪表进行标定0采用两片AD 7501的8路模拟开关 可实现同时对6路热电偶或6路热电阻双端输入~14路热电偶或14路热电阻单端输入传感器进行标定0如果需要标定其它类型传感器 只需对系统适当修改 即可进行扩展0
收稿日期:2004-04-08;修改稿收到日期
:
2004-11-18
1.3二级程控放大器
传感器输出电压为毫伏级信号 要与A /D 转换器匹配 必须经过放大处理O 考虑测试精度 在系统中采用两级放大 前置放大器为仪表放大器AD 623[3] 二级放大为OP -07O 一级放大增益选取了8个档位 分别是G l =l l 0 50 l 00 200 300 350 400倍;为了不超过AD 623放大极限 图2两级程控放大电路 图3A /D 转换电路1.4高精度A /D 转换器 考虑性价比及测试参数温度为缓变 量 采用l6位高速~高精度A /D 转换器 AD 976[4]O AD 976需使用一个外接的参 考源 参考源电压决定了模数转换器的 满量程范围 采用具有超低的漂移量~低 初始误差和低输出噪声的AD 780O 在电 源与地之间布置减小波动的滤波电容 <图3D O 2自动标定系统的软件设计 软件的主要开发环境为VB 6.0和 VC ++6.0语言 其中主界面部分是由VB 6.0语言编写 实现了采集设置~数据的动态采集~动态显示及数据处理~保存等主要功能O 在动态采集部分 用VC ++6.0创建了动态链接库 实现了软件对硬件的驱动O 将采集到的数据经处理后存入Access 数据库 实现传感器动态自动标定过程<图4D O 2.1系统主界面的设计 系统主界面的设计框架是仿WINDOWS 系统窗口 利用VB 语言所提供的控件<包括窗体控件~菜单控件~文本框控件~命令按钮控件~时钟控件和图形框控件D 进行设计 另外还利用VB 提供的多重窗体设计 增加了数据处理~放大器选择窗体等O 在多重窗体程序中 每个窗体可以有自己的界面和程序代码 完成不同的功能<图5D O 54期王庆祝等温度传感器自动标定系统的软件设计 图4自动标定系统的软件原理 图5自动标定系统的主界面 2 2软件程序功能 温度传感器动态自动标定系统 对被 测量物体进行定时或定温采集 且热电势 与温度可在同一时刻采集 这样就必须是 温度稳定在某一定值上再测热电势 电接 点温升为一连续过程 节省了温度从波动 到稳定的时间 因而将标定所用时间大大 缩短 该系统无需人为的观察仪表并读取 待标热电势值和标准温度值 而由被测系 统和标准系统直接将热电势信号输入计算 机处理 存盘并显示 因此 读数误差大大 降低O 由数据处理程序直接从保存的文件 取数 所绘出的热电势 温度特性曲线的准确性大大的提高 通过拟合得到精确的热电势与温度的数学模型O 2 动态链接库(DLL D 由于VB 不具备直接对硬件I O 地址进行访问的函数 为实现动态数据采集与处理 采用VC ++来创建对硬件端口访问的DLL 函数[5] 由VB 主程序调用 从而实现对I O 口的访问和控制 既能保留VB 设计界面的灵活和快捷 又能发挥DLL 在WINDOWS 环境下多个应用程序之间可共享代码和资源 从而提高运行效率的优势O 2 系统的DLL 应用采用VB 调用DLL 动态链接库模块 用以对数据采集端口的初始化 并且可获得任一通道的测量值O AD 976转换时间为10ps 端口地址为500H 启动方式控制字地址为40AH 取状态转换字的地址为409H (当D 7=1时 表示正在转换D O 由于VC 关于硬件端口的函数inp (D 和Oup (D 等仅支持DOS 程序 因此在创建DLL 模块时 需通过在VC 程序中嵌入汇编语言代码 以实现对端口的访问O 源代码文件INOUT C 即模块定义文件INOUT DEF O INOUT C 源文件, i include 6河北科技师范学院学报18 卷 extern c int FAR PASCAL Sample (int ch );//DLL 入口函数 int FAR PASCAL LibMain (~ANDLE hInStance ,WORD WDataSeg ,WORD W~eapSize ,LPSTR LpSzCmdLine ) {if (W~eapSize >0)UnlocKData (( ));//使用局部堆栈,数据段可移动return 1;//初始化成功} int FAR PASCAL -export Sample (int ch ) {int chSelect ,converted -data ; chSelect =0x 80+ch ; aSm { MOV DX ,500~ MOV AL ,chSelect ;送通道控制字 OUT DX ,AL ;启动转换 MOV DX ,409~ C~ECK , IN AL ,DX ;读转换状态 TEST AL ,80~;检查A /D 转换是否结束 NZ C~ECK ;未结束,则继续 MOV DX ,500~ IN AL ,DX ;读高8位 MOV A~,AL MOV DX ,40A~ IN AL ,DX ;读低8位 MOV CL ,8 S~R AX ,CL MOV converted -data ,AX } return (converted -data );}//返回转换结果} int FAR PASCAL WEP (int nParameter )//DLL 终止函数 {return 1;} 模块定义文件,INOUT .DFE LIBRARY ADC DESCRIPTION /DLL for Data AcguiSition With AD 976A / EXETYPE WINDOWS CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE DATA PRELOAD MOVEABLE SINGKE ~EAPSIZE 1024 EXPORT 在模块定义文件ADC .DEF 中,LABRARY 为DLL 库名称,DESCRIPTION 为文件说明,EXE-TYPE 为选择操作系统,CODE 为设置代码段属性,DATA 为设置数据段属性,~EAPSIZE 为设置局部堆大小(以字节为单位),EXPORT 为定义导出函数O 2.3.2VB 对DLL 的调用从VB 中调用INOUT .DLL 时,先在全局模块(global module )或窗体层的说明部分(declaration Section )中,用declare 语句声明所要使用的DLL 中的函数,然后像使用VB 自己的函数(或过程)一样调用该DLL 函数O 系统调用DLL 的声明如下, public declare function Sample lib INOUT .DLL (byval channel aS integer )aS integer 其中,Sample 表示将在VB 中使用的采样函数的名字,INOUT .DLL 是动态链接库名O 对于DLL 74期王庆祝等温度传感器自动标定系统的软件设计 8河北科技师范学院学报18卷 中无返回值的函数,VB中定义是以SUB代替FunctiOn,声明语句中,参数~返回值的类型必须与DLL 中相应的参数~返回值的类型一致,否则就会出错甚至造成死机[6], 2.4采集程序 在采集前用户应设置采集环境,设置采集环境要严格按照使用要求设置,否则,会出现软件运行错误或者数据的不准确,设置完成后,便可进行采集,程序代码如下, Dim gue AS String gue=MSgBOx(开始采集吗?",Vb OK Cancel,) If gue=Vb OK Then Open c,\数据.mdb FOr Output AS#2 Print#2, Print#2,总线选择,Text7.Text Print#2, Print#2,采集方式,Text1.Text,Text6.Text Print#2, Print#2,放大倍数,Text2.Text Print#2, Print#2,本次采集数据如下, Print#2, Print#2,日期,时间,采集次数,温度值,电压值 Dim iii AS DOuble FOr iii=1TO25 Print#2,Label3.CaptiOn,Label23.CaptiOn,Text3.Text,Text4.Text,Text5.Text Text3.Text=Text3.Text+1 Time2.Enabled=True Timer控件被响应 Next iii ClOSe#2 End if 3结论 为保证系统最佳性能,在硬件上采用了严格的滤波和数字地与模拟地连接处理,在软件上采集方案的主要特点体现在利用WINDOWS的多任务机制,模仿WINDOWS的操作界面,使用户从一开始就对系统不陌生,系统能够进行放大倍数选择~采集方式选择,并实现自动绘图~自动保存~自动拟合曲线,得到标定传感器数学模型等功能,人机交互界面简单~操作方便, 参考文献, [1]马维华,易仲芳,毛建国.微型计算机及接口技术[M].北京,科学出版社,2000.393 404. [2]刘迎春,叶湘滨.传感器原理设计与应用(第三版)[M].长沙,国防科技大学出版社,1998.156 188. [3]杨振红.智能仪器等数据采集系统中的新器件的选用[M].北京,科学出版社,2001.38 40. [4]彭海兰,张艺晖,张承学.高精度模数转换器AD976/AD976A及应用[J].电脑报,2003,(4),113 115. [5]DaViS Chapman.学用ViSual C++6.0[M].骆长乐译.北京,清华大学出版社,1999.307 320. [6]宋伟,吴建国.中文ViSual BaSic6.0高级编程[M].北京,清华大学出版社,1999.231 305. 作者简介,王庆祝(1968 ),男,讲师,(责任编辑,石瑞珍) (下转至第21页) 用 但对主根长度 根瘤数有明显的促进作用 特别是对根瘤数以2g L g L 的效应较为明显 生根壮苗剂浸种处理能显著提高玉米 棉花的植株总干重 以质量浓度 g L 效应最大 但生根壮苗剂浸种处理使花生植株总干重降低 生根壮苗剂浸种处理能显著提高玉米 花生幼苗的根干重 玉米以 g L 的质量浓度较为适宜 花生以2g L 的质量浓度较为合适 生根壮苗剂浸种处理使玉米苗期光合强度提高 以 g L 的质量浓度效应最大 生根壮苗剂浸种处理使玉米 花生 棉花苗期的叶绿素含量均有不同程度的增加 其中对玉米以2g L 的质量浓度效应最大 而对花生和棉花以8g L 的质量浓度效应最大 参考文献: [ ] 李玲 罗蕴秀 何建辉 等.GL 生根剂促进木本植物插枝生根[J ].植物学通报 996 3(增刊):63-65.[2] 周晓芬 刘宗衡.ABT 生根粉和磷 钾营养对冬小麦和夏谷根系及产量的影响[J ].土壤通报 992 30(6):27 .[3] 陈国平 高志 孙政才 等.生根粉对玉米生长发育 产量的影响及应用技术的研究[J ].玉米科学 995 (3):25.[ ] 徐丽红 邓建平.玉米使用ABT 生根粉浸种试验小结[J ].玉米科学 996 ( ):5 -57.[5] 董雅茹 叶喜文 杨克军 等.应用模糊数学评价玉米生根粉使用效果[J ].玉米科学 995 ( ):78-82.[6]周续邦.植物生长调节剂在不同作物上的应用及研究[J ].青海农林科技 99 (3):60-66. 作者简介:王文颇( 963-) 男 硕士 副教授 (责任编辑:石瑞珍) Ef f ect of Seed Soaking with the Root and Seedling Promoter on Crop Seedling Characters WANG Wen -po LI Yan -sheng ZHOU Yin -fu CHEN Rui -xiu 2 ZANG Shao -xian 2( Dept of Agronomy HNUST Ginhuangdao Hebei 066600; 2Dept of Agronomy and Forestry Baoding Vocational Technology College ;China ) Abstract :The seedling status the seedling characters and chlorophyl content of maize cotton and groundnut after seed soaking with root and seedling promoter were investigated .The results showed that after being treated with the agent the seedling characters of maize and cotton were better than that of C K .However the agent had obvious inhibiting effect on the shoots of groundnut although it promoted the growth of groundnut roots .The suitable applying concentrations were different for dif-ferent crops . K e y words :root and seedling promoter ;seed soaking ;seedling character ;maize ;cotton ;groundnut ; ｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝｝ seedling character (上接第8页) Sof tware D esign of A U tomatic Calibrated S y stem f or I emperat U re Sensor WANG Ging -zhu LIU Rong -chang SUN X iao -mei 2 YAN Dong -liang ( Dept Of M echanics ＆Electronics HNUST Ginhuangdao Hebei 066600; 2No . M iddle School of Ginhuangdao ;China ) Abstract :The hardware design of automatic calibrated system for temperature sensor with the most fre q uently used temperature sensor as breakthrough was introduced briefly and the software design mainly to use VB language to develop user interface to found data collection dynamic link -library (DLL )with VC 十十 and to use Datafit software to deal with data were mainly expounded . K e y words :temperature sensor ;automatic calibration ;mathematics model ;Dynamic link -library (DLL ) 2 期王文颇等生根壮苗剂浸种对几种农作物苗期性状的影响 湖南大学实验指导书 课程名称：实验类型： 实验名称：热电阻热电偶温度传感器校准实验 学生姓名：学号：专业： 指导老师：实验日期：年月日 一、实验目的 1.了解热电阻和热电偶温度计的测温原理 2.学会热电偶温度计的制作与校正方法 3.了解二线制、三线制和四线制热电阻温度测量的原理 4.掌握电位差计的原理和使用方法 5.了解数据自动采集的原理 6.应用误差分析理论于测温结果分析。 二、实验原理 1.热电阻 (1) 热电阻原理 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。常用铂电阻和铜电阻，铂电阻在0—630.74℃以内，电阻Rt与温度t 的关系为： Rt=R0(1+At+Bt2) R0系温度为0℃时的电阻，铂电阻内部引线方式有两线制，三线制，和四线制三种，两线制中引线电阻对测量的影响最大，用于测温精度不高的场合，三线制可以减小热电阻与测量仪之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响，用与高精度温度检测。本实验是三线制连接，其中一端接二根引线主要是消除引线电阻对测量的影响。 (2) 热电阻的校验 热电阻的校验一般在实验室中进行，除标准铂电阻温度计需要作三定点，（水三相点，水沸点和锌凝固点）校验外，实验室和工业用的铂或铜电阻温度计的校验方法有采用比较法 STM32F103 内部温度传感器用串口传递到PC上显示 程序如下： #include "stm32f10x.h" #include "stm32_eval.h" #include "stm32f10x_conf.h" #include USART_https://www.wendangku.net/doc/d716155772.html,ART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_https://www.wendangku.net/doc/d716155772.html,ART_Parity = USART_Parity_No; USART_https://www.wendangku.net/doc/d716155772.html,ART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_https://www.wendangku.net/doc/d716155772.html,ART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; STM_EV AL_COMInit(COM1, &USART_InitStructure); /* Enable DMA1 clock */ RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); DMA_DeInit(DMA1_Channel1); //开启DMA1的第一通道DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DR_ADDRESS; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)&ADCConve rtedValue; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; //DMA的转换模式为SRC模式，由外设搬移到内存 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1; //DMA缓存大小，1个DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //接收一次数据后，设备地址禁止后移DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable; //关闭接收一次数据后，目标内存地址后移 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; //定义外设数据宽度为16位 https://www.wendangku.net/doc/d716155772.html,/download/4104_0/101400.html 温度传感器基础知识 温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数。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。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位，约占50%。 温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。 由于工农业生产中温度测量的范围极宽，从零下几百度到零上几千度，而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。常用的测温传感器的种类与测温范围如下表所示。 工作原理晶体二极管或三极管的PN 结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN 结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV ，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN 结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。测温范围为-50—150℃。典型的温度曲线如图1所示。同型号的二极管或三极管特性不完全相同，因此它们的互换性较差。 应用电路(一) 图（2）是采用PN 结温度传感器的数字式温度计，测温范围-50—150℃，分辨率为0.1℃,在0—100℃范围内精度可达±1℃。 1N4148 https://www.wendangku.net/doc/d716155772.html,/datasheet/1N4148/28138465/Beyschlag WZPK型温度传感器 使用说明书 泰兴市热工仪表厂2015年01月10日 隔爆温度传感器 ■应用 通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套使用。直接测量生产现场存在碳氢化合物等爆炸的0～500℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。 ■特点 ●压簧式感温元件，抗振性能好； ●测量范围大； ●毋须补偿导线，节省费用； ●进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定。 ●防爆标志：Ex dⅡBT1～T5，防爆合格证号：GYB ■主要技术参数 ●产品执行标准 JB/T8622-1997 《工业铂热电阻技术条件》 《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：设备通用要求_部分2》和《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”保护的设备》，《设备保护等级（EPL）为Gb级的设备产品防爆标志为Ex d ⅡB T1~T5 Gb ■常温绝缘电阻 防爆热电阻在环境温度为15～35℃，相对湿度不大于80%，试验电压为10～100V（直流）电极及外套管之间的绝缘电阻≥100MΩ.m。 ■测温范围及允差 ●测温范围及允差 注：t为感温元件实测绝对值。 ●防爆分组形式 d Ⅱ□ T □ 温度组别：T1～T5 防爆等级：A、B、C 工厂用电气设备 d:隔爆型 ai:本质安全型 ○电气设备类别 Ⅰ类——煤矿井下用电气设备 Ⅱ类——工厂用电气设备 ○防爆等级 防爆热电偶的防爆等级按其使用于爆炸性气体混合物最大安 全间隙分为A、B、C三级。 ○温度组别 防爆热电偶的温度组别按其外漏部分允许最高表面温度分为T1～T5 ●防爆等级 ●Exd Ⅱ□T□ ●Exia Ⅱ□T□ ●防护等级：IP65 ■接线盒形式 热电阻热电偶温度传感器校准实验 湖南大学实验指导书 课程名称：实验类型： 实验名称：热电阻热电偶温度传感器校准实验 学生姓名：学号：专业： 指导老师：实验日期：年月日 一、实验目的 1.了解热电阻和热电偶温度计的测温原理 2.学会热电偶温度计的制作与校正方法 3.了解二线制、三线制和四线制热电阻温度测量的原理 4.掌握电位差计的原理和使用方法 5.了解数据自动采集的原理 6.应用误差分析理论于测温结果分析。 二、实验原理 1.热电阻 (1) 热电阻原理 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。常用铂电阻和铜电阻，铂电阻在0—630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为： (1+At+Bt2) Rt=R 系温度为0℃时的电阻，铂电阻内部引线方式有两线制，三线制，和四线R 制三种，两线制中引线电阻对测量的影响最大，用于测温精度不高的场合，三线制可以减小热电阻与测量仪之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响，用与高精度温度检测。本实验是三线制连接，其中一端接二根引线主要是消除引线电阻对测量的影响。 (2) 热电阻的校验 热电阻的校验一般在实验室中进行，除标准铂电阻温度计需要作三定点，（水三相点，水沸点和锌凝固点）校验外，实验室和工业用的铂或铜电阻温度计的校验方法有采用比较法两种校验方法。比较法是将标准水银温度计或标准铂电阻温度计与被校电阻温度计一起插入恒温水浴中，在需要的或规定的几个稳定温度下读取标准温度计和被校验温度计的示值并进行比较，其偏差不超过最大允许偏差。在校验时使用的恒温器有冰点槽，恒温水槽和恒温油槽，根据所校验的温度范围选取恒温器。比较法虽然可用调整恒温器温度的方法对温度计刻度值逐个进行比较校验，但所用的恒温器规格多，一般实验室多不具备。因此，工业电阻温度计可用两点法进行校验，即只校验R0与R100/ R0两个参数。这种校验方法只需要有冰点槽和水沸点槽，分别在这两个恒温槽中测得被校验电阻温度计的电阻R0 和R100，然后检查R0 值和R100/R0 的比值是否满足规定的技术数据指标，以确定温度计是否合格。 (3) 热电阻的类型 1）普通型热电阻。从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。 2）铠装热电阻。铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2--φ8mm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。 3）端面热电阻。端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 4）隔爆型热电阻。隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla--B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。 2.热电偶 (1) 热电偶原理 将两种不同材质的金属导线连接成闭合回路，如果两接点的温度不同，由于金属的热电效应，在回路中就会产生一个与温差有关的电动势，称为温差电势。在回路中串接一毫伏表，就能粗略地测出温差电势值。如图1： ? SIGNET 2820 Series Conductivity Sensor Instruction Manual ENGLISH 1. Wiring 2. Recommended Position 3. 2819/2820/2821 In-line Installation SAFETY INSTRUCTIONS FOR IN-LINE ELECTRODE INSTALLATION 1.Do not remove from pressurized lines.2.Do not exceed maximum temperature/pressure specifications.3.Wear safety goggles or face shield during installation/service.4.Do not alter product construction. Failure to follow safety instructions may result in severe personal injury! Customer supplied pipe tee/reducer Standard fitting kit Hole up Mark hole position 3/4 in. NPT Hand tighten only! Optional fitting kit Hole up Mark hole position Customer supplied pipe tee/reducer 1/2 in. NPT Hand tighten only! O-ring O-ring Sealant Sealant +GF + SIGNET 5800CR ?Use three conductor shielded cable for cable extensions up to 30 m (100 ft max.? Shield must be maintained through cable splice RED WHITE BLACK SILVER (SHLDS h l d S i g n a l I N T e m p . I N I s o . G n d CH 2 CH 1 RED SILVER (SHLD BLACK 一、温度传感器热电阻的应用原理 温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。 1．温度传感器热电阻测温原理及材料 温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。 2．温度传感器热电阻的结构 （1）精通型温度传感器热电阻工业常用温度传感器热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点见表2-1-11。从温度传感器热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节. （2）铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。 与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。 （3）端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向温度传感器热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 （4）隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型温度传感器热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。 3．温度传感器热电阻测温系统的组成 温度传感器热电阻测温系统一般由温度传感器热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点： ①温度传感器热电阻和显示仪表的分度号必须一致 温度传感器校准实验 一、实验目的 掌握热电偶热电阻温度传感器的使用方法和校准方法 二、实验装置 热电偶温度传感器实验装置主要由恒温水浴、电位差计、热电偶、热电阻、冰点仪、数据采集装置、低电势转换开关和标准玻璃温度计等组成。 三、实验内容 1).了解热电阻测温原理，练习热电阻二三线制接法； 2).做出被校热电阻与标准温度计之间的曲线关系，通过查标准热电阻温度与阻值关系进行 分析； 3).了解热电偶的测温原理、温度补偿方法，练习热电偶连线与测温； 4).做出被校热电偶温度与电势曲线，通过查标准热电偶与电势关系进行分析； 5).练习电位差计测量电势方法，了解校验实验台自动采集原理。 四、操作步骤 采用手动数据采集，操作步骤如下： 1).恒温水浴内加好水，冰瓶内放入冰水混合物。 2).将热电阻与热电偶按上图4所示连好，其中热电偶冷端放入冰瓶，并保证热电偶连线在 冰瓶内10分钟以上。检查热电阻、热电偶的高温探头是否都浸在恒温水浴里。热电偶和热电阻高温探头头部要在同一水平面，以使两者温度尽可能一致。（注意：待需要测量恒温水浴精准温度时，才将温度计插入恒温水浴，以免误操作造成标准温度计损坏。 且标准温度计也要和热电偶、热电阻高温探头在同一水平面）。 3).打开恒温水浴电源，按下“加热”，“水泵”按钮，设定恒温水浴温度，待温度比较稳定 的时候，选择量程适当的标准温度计温度测量出水浴温度，采用电位差计测量各热电偶通道电势，采用万用表测量热电阻的电阻值，并做好记录。 4).实验者根据需要重复步骤3。 5).完成实验时，关闭恒温水浴电源。 6).根据记录的实验数据，进行分析与处理，最终得到不同温度情况下电势与电阻值。 7).应用误差分析理论进行测温结果分析。 六、注意事项 1．实验之前应将加热主体加入适量的水或油。 2．工作环境应无强磁场，温度0~35℃，相对湿度不大于85%。 T255温度传感器使用说明 T255温度传感器是一款用来检测功率半导体温升的理想模拟器件，主要配合运放整形或直接送入单片机A/D口采集温度信息，并作出实时显示或过温保护等动作。 T255是以其阻值变化来反映温度变化的，故选用相应电阻分压来获取对应电压值是非常重要的参数。 典型：R（25℃）=5.000kΩ ,静动态特性好，灵敏度高。 阻值-温度特性表 温度℃ 阻值KΩ 温度℃ 阻值KΩ 温度℃ 阻值KΩ 温度℃ 阻值KΩ -20 37.49 11 8.801 42 2.674 73 0.980 -19 35.53 12 8.439 43 2.582 74 0.951 -18 33.76 13 8.093 44 2.493 75 0.923 -17 32.09 14 7.764 45 2.409 76 0.896 -16 30.52 15 7.451 46 2.327 77 0.870 -15 29.03 16 7.151 47 2.249 78 0.844 -14 27.62 17 6.866 48 2.174 79 0.820 -13 26.29 18 6.593 49 2.102 80 0.796 -12 25.03 19 6.333 50 2.032 81 0.773 -11 23.84 20 6.085 51 1.966 82 0.751 -10 22.72 21 5.848 52 1.902 83 0.729 -9 21.65 22 5.621 53 1.840 84 0.709 -8 20.64 23 5.405 54 1.780 85 0.689 -7 19.68 24 5.198 55 1.723 86 0.670 -6 18.77 25 5.000 56 1.668 87 0.650 -5 17.91 26 4.811 57 1.615 88 0.632 -4 17.10 27 4.630 58 1.564 89 0.614 -3 16.32 28 4.457 59 1.514 90 0.597 -2 15.59 29 4.291 60 1.467 91 0.581 -1 14.89 30 4.132 61 1.421 92 0.565 0 14.23 31 3.980 62 1.376 93 0.549 1 13.60 3 2 3.835 6 3 1.33 4 94 0.534 2 13.01 3 3 3.696 6 4 1.292 9 5 0.520 3 12.4 4 34 3.562 6 5 1.252 9 6 0.506 4 11.90 3 5 3.434 6 6 1.214 9 7 0.492 5 11.39 3 6 3.311 6 7 1.177 9 8 0.479 6 10.90 3 7 3.194 6 8 1.141 9 9 0.466 7 10.44 38 3.081 69 1.107 100 0.453 8 10.00 39 2.973 70 1.073 9 9.580 40 2.869 71 1.041 10 9.181 41 2.769 72 1.010 1面向对象编程中是如何体现封装性的？ 封装是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的界面。 2重载和重写的含义 重载是发生在一个类中，方法名相同，参数不同 重写（覆盖）是子类继承父类，子类可以通过重写的方法隐藏继承的方法 3 什么是接口回调，过程细节是什么？ 概念：把可以实现某一接口的类创建的对象的引用赋给该接口声明接口变量，那么该接口变量可以调用被类实现（重写）的接口方法。 4试举例说明什么是组合关系和依赖关系 组合（关联）关系：A类中成员变量是用B类声明的对象。公司--职员 依赖关系：A类中某个方法的参数是用B类声明的对象，或某个方法返回的数据类型是B类的对象 5抽象类和接口，区别是什么？如何应用 抽象类：抽象类中有抽象方法；抽象类中不能用new运算符创建对象；抽象类的对象做商转型对象 接口：（1）接口中只可以有public权限的抽象方法，不能有非抽象方法； （2）接口由类去实现，即一个类如果实现一个接口，那么他必须重写接口中的抽象方法 （3）接口回调 区别：接口中只有常量，不能有变量；抽象类中既可以有常量也可以有变量； 抽象类中也可以有非抽象方法，接口不可以。 应用：定义抽象方法：public abstract void 方法名(); 在子类实现抽象方法：public void 方法名(){} 接口：public interface 接口名{}接口只负责定义规则，不负责任何实现；实现交给实现接口的类 (6)面向对象的六条基本原则包括： 开闭原则，里式代换原则，单一职责，依赖倒转、迪米特法则（接口隔离）。 (7)什么是设计模式？ 设计模式是从许多优秀的软件系统中总结出的成功的可复用的设计方案。是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性 (8)什么是框架？框架与模式的区别有哪些？ 框架是针对某个领域，提供用于开发应用系统的类的集合。 区别：层次不同、范围不同、相互关系 温度标准到底是如何定出来的，虽然我们有几个固定的温度点，但是温度点之外的如何标定呢？ 温标 现代统计力学虽然建立了温度和分子动能之间的函数关系，但由于目前尚难以直接测量物体内部的分子动能，因而只能利用一些物质的某些物性(诸如尺寸、密度、硬度、弹性模量、辐射强度等)随温度变化的规律，通过这些量来对温度进行间接测量。为了保证温度量值的准确和利于传递，需要建立一个衡量温度的统一标准尺度，即温标。 随着温度测量技术的发展，温标也经历了一个逐渐发展，不断修改和完善的渐进过程。从早期建立的一些经验温标，发展为后来的理想热力学温标和绝对气体温标。到现今使用具有较高精度的国际实用温标，其间经历了几百年时间。 1.经验温标 根据某些物质体积膨胀与温度的关系，用实验方法或经验公式所确定的温标称为经验温标。 (1)华氏温标 1714年德国人法勒海特(Fahrenheit)以水银为测温介质，制成玻璃水银温度计，选取氯化铵和冰水的混合物的温度为温度计的零度，人体温度为温度计的100度，把水银温度计从0度到l00度按水银的体积膨胀距离分成100份，每一份为1华氏度，记作“1℉”。按照华氏温标，则水的冰点为32℉，沸点为212℉。 (2)摄氏温标 1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大气压下，把水的冰点规定为0度，水的沸点规定为100度。根据水这两个固定温度点来对玻璃水银温度计进行分度。两点间作100等分，每一份称为1摄氏度。记作1℃。 摄氏温度和华氏温度的关系 T ℉ = 1.8t℃ + 32 式中 T——华氏温度值; t 2.热力学温标 1848年由开尔文(Ketvin)提出的以卡诺循环(Carnot cycle)为基础建立的热力学温标，是一种理想而不能真正实现的理论温标，它是国际单位制中七个基本物理单位之一。该温标为了在分度上和摄氏温标相一致，把理想气体压力为零时对应的温度——绝对零度（是在实验中无法达到的理论温度，而低于0 K的温度不可能存在）与水的三相点温度分为273．16份，每份为1 K (Kelvin) 。热力学温度的单位为“K”。 3.绝对气体温标 从理想气体状态方程入手，来复现热力学温标叫绝对气体温标。由波义耳定律： PV=RT 1.各种性能指标及如何到达各种性能指标的方法 （1）防止变异模式：是如何设计对象，子系统和系统，使这些元素内部的变化或不稳定性不会对其他元素产生不良影响。 解决方案：识别预测的变化或不稳定之处，分配职责用以创建稳定借口。 （2）依赖反转原理：把你的类从局的现实中隔离开，使他们依赖于抽象类或接口。它促进了代码面向接口而不是实现，这通过保证对实现的低耦合来增加系统的灵活性。 2.常用的中间件有那几种类型 （1）常见的对象请求代理架构 （2）面向消息的中间件 （3）J2EE （4）消息代理 （5）业务过程代理 3.有那些常见架构风格 （1）管道和过滤器架构风格 （2）面向对象风格 （3）隐式调用风格 （4）客户-服务器风格 （5）分层风格 （6）仓库风格 （7）解释程序风格 （8）过程控制风格 4.架构师需要的核心技能是什么 （1）涉众之间的交流 （2）技术知识 （3）软件工程学 （4）风险管理 5.什么是软件架构 软件架构是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。软件架构是一个系统的草图。软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件。各个组件之间的连接则明确和相对细致的描述组件之间的通讯。在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体某个类或者对象。在面向对象领域中，组件之间的连接通常用接口（计算机科学）实现。 6.什么是架构风格 一组原则。你可以把它看成是一组为系统家族提供抽象框架的粗粒度模式。 7.什么是架构视图 一个架构视图是对于从某一视角或某一点上看到的系统所做的简化描述，描述中涵盖了系统的某一特定方面，从而省略了此方面无关的实体。 8.各种架构风格的组件和连接器是什么 1.管道和过滤器架构风格： 适用于需要定义一系列的执行规则数据的独立运算，组件在输入时读数据流，在输出时产生数据流 组件：称为过滤器，应用于对局部的输入流的转换，经常增长的计算，因此，在输入结束前输出就开始了 连接器：称为管道，给流提供管道，把一个过滤器的输出传输到另一个输入。 2.面向对象风格： 适用于主要问题识别和保护信息的相关主体 数据代理和他们相关的操作封装在一个抽象数据类型里面 组件：对象 连接器：功能和过程调用 3.客户-服务器风格： 适用于涉及到分布式的数据和跨越一系列的组件的处理 组件：服务器、客户端 连接器：网络 4.分层风格： 适用于设计到分布式的能够分层的组织的类的服务，每层给它的上一层提供服务，同时作为下一层的客户端。只有仔细的从内层选择选择过程，才能用于他们接近的外层。 组件：典型的过程的集合 我的毕设 1 FPGA 智能传感器 (1) 智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节，能够对所测的数值及其误差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理，借助于软件滤波器滤波数字信号。此外，还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿，以改进测量精度。 (2) 智能化传感器具有自诊断和自校准功能，可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时，它将发出告警信号，并根据其分析器的输人信号给出相关的 诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时，它能够借助其内 部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。 (3) 智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量，从而进一步拓宽了其探测 与应用领域，而微处理器的介人使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行 实时处理。此外，其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性 能，也能使它们适合于各不相同的工作环境。 (4) 智能化传感器既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据，也可以根据需 要将它们存储起来。存储大量信息的目的主要是以备事后查询，这一类信息包括设 备的历史信息以及有关探测分析结果的索引等。 (5) 智能化传感器备有一个数字式通信接口，通过此接口可以直接与其所属计算 机进行通讯联络和交换信息。此外，智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便， 譬如，可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作，也可以将所测的数 据发送给远程用户等 基于labview 和声卡 本系统主要实现温度的检测与控制，使系统的温度始终保持在要 求的范围内。系统框图如图I所示。首先将温度信号转换为电信号．然 后通过数据采集电路将电信号采集进入计算机，借助LabVIEW软件进 行数据分析、处理和显示．最后通过温度控制接口电路对温度进行实时 监控。系统中温度检测、采集和控制由硬件实现，信号的分析与处理及 后续结果的输出与显示则靠软件完成。 由于声卡采集的信号是音频信号，且幅值受到一定限制，同时我们 在实验中发现声卡对于信号频率采集的灵敏度远远大于对信号幅度的 灵敏度，所以本单元电路包括两部分：通过温度传感器将温度信号转换 为电压信号，再利用v，F(压，频)转换电路将电压信号转换为具有一定 幅值的频率信号，通过声卡采集频率，然后借助I_abVlEW的信号处理 功能对信号进行处理和显示。需要注意的是转换电路的设计既要保证 V腰转换器具有良好的线性度。又要具有合适的频率 (3)加热与降温电路 加热与降温电路的作用，就是利用前级双限电压比较器电路的输出 信号，控制继电器的通断。使其起到一个开关作用，用以控制加热元件与 降温元件的工作。限于学生实验条件，本系统分别采用加热电阻和c叫 风扇作为加热和降温元件。由于电路简单，这里不再给出电路图。。 《软件体系结构》大作业（1） 学院：软件学院 课程名称：软件体系结构 专业班级： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 指导教师： 完成时间：年月日 评分表 1、叙述各小组成员完成本题目的分工协作情况。 小组中的每个成员都先理解题目要求及涉及的设计模式，并一起完成代码编写。另外，组长负责文档制作。 2、评分表 序号姓名评分是否组长 1 2 作业正文需要包括以下内容： 1、作业题目内容的详细描述。 2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的 软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。 3、画出完成本题目所设计程序的设计类图；如还有其他图，也一并画出。 4、完成本题目所设计的程序代码。 5、程序运行的典型界面截图 1、作业题目内容的详细描述。 【作业2.1-1】例2.3为使用工厂方法模式设计的汽车保险管理应用程序实例。现在需要 扩展例2.3的设计图，添加一个名为LuxuryCarInsurance的类，并且需要编写此类和其他需要添加的类的代码，详细要求参见光盘的相应作业部分。 【作业2.1-1】在例2.4中，设计并且实现了豪华（Super）和中等（Medium）别墅（House）与公寓（Condo）的查询。要求在该设计的基础上，增加一个新的类SemiDetacher（半独立式楼宇），并且编写代码，实现相应的查询功能，详细要求参见光盘的相应作业部分。 2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。 【作业2.1-1】采用的是工厂方法模式 【作业2.1-2】采用的是抽象方法模式 MSP430内部温度传感器测试程序 //MSP430基础实验开发组件 - ADC12内部模块演示程序之内部温度传感器 //时钟设置: ////ACLK = n/a, MCLK = SMCLK = default DCO ~ 800kHz, ADC12CLK = ADC12OSC //当前演示程序功能描述: ////利用MSP430F14X内部的温度传感器,通过ADC12的通道10进行AD转换 ////计算取得摄氏温度和华氏温度,通过断点在View->Watch中观察温度值 ////由于定标问题, 可能会存在温度的误差 #include Pt100温度传感器接线说明 Pt100就是说它的阻值在 0度时为100 欧姆，PT100 温度传感器。是一种以铂(Pt)作成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT) Pt100温度传感器的主要技术参数如下： 测量范围：-200℃～+850℃；允许偏差值△℃：A 级±（0.15＋0.002│t│），B 级±（0.30＋0.005│t│）；热响应时间<30s；最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm；允通电流≤5mA。另外，Pt100 温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。 PT100 温度传感器三根芯线的接法： PT100铂电阻传感器有三条引线,可用 A、B、C（或黑、红、黄）来代表三根线,三根线之间有如下规律：A 与 B 或 C之间的阻值常温下在 110 欧左右,B 与 C 之间为 0欧,B 与 C 在内部是直通的,原则上 B 与 C 没什么区别。 仪表上接传感器的固定端子有三个： A 线接在仪表上接传感器的一个固定的端子. B 和 C 接在仪表上的另外两个固定端子，B 和 C 线的位置可以互换,但都得接上。如果中间接有加长线,三条导线的规格和长度要相同。 热电阻的 3 线和 4 线接法：是采用 2 线、3 线、4 线，主要由使（选）用的二次仪表来决定。 一般显示仪表提供三线接法，PT100 一端出一颗线，另一端出两颗线，都接仪表，仪表内部通过桥抵消导线电阻。一般 PLC 为四线，每端出两颗线，两颗接 PLC 输出恒流源，PLC 通过另两颗测量 PT100上的电压，也是为了抵消导线电阻，四线精确度最高，三线也可以，两线最低，具体用法要考虑精度要求和成本。 PT100温度传感器 产品特征： 1、不锈钢套管封装，经久耐用； 2、活动螺丝固定，使用方便； 3、按照国际IEC751 国际标准制造，即插即用； 4、多种探头尺寸可选、适应面广； 5、高精度、高稳定、高灵敏； 6、外形小巧，经济实用。 软件设计与体系结构知识点 1.软件设计的特征 (1)软件设计的开端是出现某些新的问题需要软件来解决，这些需要促使设计工作的开始，并成为整个设计工作最初的基础 (2)软件设计的结果是给出一个方案，它能够用来实现所需的、可以解决问题的软件，方案的描述可能是文字、图表，甚至数学符号、公式等组成的文档或模型 (3)软件设计包含一系列的转换过程，即把一种描述或模型转换为另一种描述或模型，转换后的形态可能更加具体，或更接近于实现 (4)产生新的想法或思路对软件设计非常重要，因为设计也是一个创造性的过程，不同的问题或需求总会存在各自的特点，即使同样的问题在不同时期和环境下也会存在区别，因此设计不会是一成不变的 (5)软件设计的过程是不断解决问题和实施决策的过程，因为整个设计是解决一个大的问题，在设计过程中将会分解成众多小问题，涉及真需要一次解决这些小的问题，并在出现多种方案或策略时进行决策，选择其中最合适的 (6)软件设计也是一个满足各种约束的过程，因为软件可能在性能、运行环境、开发时间、成本、人员技术水平等各个方面存在约束，设计必须在满足这些约束的情况下给出最佳的设计方案 (7)大多数的软件实际是一个不断演化的过程，因为需求在一开始很可能是不完整或不精确的，在设计过程中还会不断发生变化并逐步稳定下来，因此设计需要根据需求的变化而不断演化。 2.软件设计的要素 （1）目标描述（2）设计约束（3）产品描述（4）设计原理（5）开发规划（6）使用描述3.软件设计体系的定义 （1）软件设计体系结构是软件系统的结构，包含软件元素、软件元素外部可见的属性以及这些软件元素之间的关系 （2）软件体系结构是软件系统的基本组织，包含构建、构件之间、构件与环境之间的关系，以及相关的设计与演化原则 4.软件设计的主要活动 （1）软件设计计划（2）体系结构设计（3）界面设计（4）模块/子系统设计（5）过程/算法设计（6）数据模型设计 5.体系结构“4+1”多视图建模 （1）逻辑视图：该视图关注功能需求，即系统应该为最终用户提供什么服务，它与应用领域精密相关 （2）进程视图：该视图捕获设计中关于并发和同步的内容，重视一些非功能需求，例如性能、可扩展性等，定义了运行实体和它们的属性。 （3）开发视图：该试图主要描述软件在开发环境中的静态结构，开发人员和项目经理对比都会感兴趣。 （4）物理视图：该视图描述软件到硬件的映射关系，反映了软件的分布特征。 （5）场景：可以使用一组重要场景也就是用例的实例，把上述四种视图紧密的联系起来6.什么是软件产品线方法 软件产品线是软件复用发展的一个更高阶段，它并不仅仅局限于以前人们在软件复用中考虑的对函数、模块、类、体系结构甚至子系统的重用。 软件产品线指一组具有公共的、可管理特征（系统需求）的软件系统，这些系统满足特定的 大学实验指导书 课程名称：实验类型： 实验名称：热电阻热电偶温度传感器校准实验 学生：学号：专业： 指导老师：实验日期：年月日 一、实验目的 1.了解热电阻和热电偶温度计的测温原理 2.学会热电偶温度计的制作与校正方法 3.了解二线制、三线制和四线制热电阻温度测量的原理 4.掌握电位差计的原理和使用方法 5.了解数据自动采集的原理 6.应用误差分析理论于测温结果分析。 二、实验原理 1.热电阻 (1) 热电阻原理 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。常用铂电阻和铜电阻，铂电阻在0—630.74℃以，电阻Rt与温度t 的关系为： Rt=R0(1+At+Bt2) R0系温度为0℃时的电阻，铂电阻部引线方式有两线制，三线制，和四线制三种，两线制中引线电阻对测量的影响最大，用于测温精度不高的场合，三线制可以减小热电阻与测量仪之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响，用与高精度温度检测。本实验是三线制连接，其中一端接二根引线主要是消除引线电阻对测量的影响。 (2) 热电阻的校验 热电阻的校验一般在实验室中进行，除标准铂电阻温度计需要作三定点，（水三相点， 水沸点和锌凝固点）校验外，实验室和工业用的铂或铜电阻温度计的校验方法有采用比较法两种校验方法。比较法是将标准水银温度计或标准铂电阻温度计与被校电阻温度计一起插入恒温水浴中，在需要的或规定的几个稳定温度下读取标准温度计和被校验温度计的示值并进行比较，其偏差不超过最大允许偏差。在校验时使用的恒温器有冰点槽，恒温水槽和恒温油槽，根据所校验的温度围选取恒温器。比较法虽然可用调整恒温器温度的方法对温度计刻度值逐个进行比较校验，但所用的恒温器规格多，一般实验室多不具备。因此，工业电阻温度计可用两点法进行校验，即只校验R0与R100/ R0两个参数。这种校验方法只需要有冰点槽和水沸点槽，分别在这两个恒温槽中测得被校验电阻温度计的电阻R0 和R100，然后检查R0 值和R100/R0 的比值是否满足规定的技术数据指标，以确定温度计是否合格。 (3) 热电阻的类型 1）普通型热电阻。从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。 2）铠装热电阻。铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2--φ8mm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。 3）端面热电阻。端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 4）隔爆型热电阻。隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla--B3c级区具有爆炸危险场所的温度测量。 2.热电偶 (1) 热电偶原理 将两种不同材质的金属导线连接成闭合回路，如果两接点的温度不同，由于金属的热电效应，在回路中就会产生一个与温差有关的电动势，称为温差电势。在回路中串接一毫伏表，就能粗略地测出温差电势值。如图1： 图1 热电偶原理 温差电势的大小只与两个接点的温差有关，与导线的长短粗细和导线本身的温度分布无关。这样一对导线的组合就称热电偶温度计。简称热电偶。热电阻热电偶温度传感器校准实验
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