电加热炉温度自动控制系统.doc

1、电加热炉温度自动控制系统一、 任务设计并制作一个温度自动控制系统，控制电加热炉的温度在某一温度范围。系统的示意图如图1所示。电加热炉顶部置入深度不一的两温度传感器，用于检测加热炉内的温度，炉内温度取其平均值；单片机通过键盘对加热炉的温度进行设定。根据炉内温度与设定温度值的差别程度，有不同的提示信号。炉内的温度和当前设定温度通过显示设备实时显示。图1 温度自动控制系统示意图二、要求 基本要求（1）温度可调节范围为60200，最小设定分度为1。（2）温度显示功能，分辨率为0.1。 （3）当温度达到某一设定值并稳定后，炉内温度的波动控制在2以内。要求温度调控未达到和达到稳定状态，均给出声或光提示信号

2、。（4）当设定的调节温差为15时, 要求达到稳定状态的调节时间小于等于2分钟，稳定状态下的温度波动在2以内。 发挥部分（1）当温度达到某一设定值并稳定后，、炉内温度的波动控制在1以内。 （2）当设定的调节温差为15时, 尽量减少达到稳定状态的调节时间，并要求超调量不超过3，稳定状态下的温度波动在1以内。（3）能记录并实时显示温度调节过程的曲线, 显示的误差绝对值小于2。（4）其他。三、说明（1）炉内温度检测采用具有温度测量功能的数字万用表（测评时自带）。（2）当温度达到稳定状态的提示信号出现后立即检测调控的温度值，每次检测时间延续60s，以记录温度波动的最大值。（3）设计报告正文中应包括系统总

3、体框图、核心电路原理图、主要流程图、 主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。（C3） 智能窗系统一、 任务对下雨等情况进行自我监测，并自动控制窗户关闭。当室内烟雾、可燃性气体超过指标时可自动开启窗户，通风换气。二、要求 基本要求1）防盗报警功能 如果有人要强行从窗户进入室内，智能窗便会用喇叭播放“捉贼啦，在*单元*号”，连续播放5分钟。 2）防毒报警功能 室内的煤气、天然气等可燃气体或烟雾的浓度超标时，智能窗便会报警，并开启窗户，启动排风扇，让有毒气体散发到室外，可有效防止中毒或火灾事故的发生，确保室内空气清新，身体不受伤害。 3） 防雨功能 下雨了，窗户会自动关闭。不让雨

4、水淋到屋里来。 发挥部分（1）窗的设计可以任意发挥，但是提倡简洁、成本低。 （2）关于其他功能的设计。三、说明（1）采用的传感器尽量稳定和廉价。类型不限定。（2）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、 主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。（C4） 钻孔定位仪设计在室内安装施工中，有时需要从墙壁的一侧向不可直接看见的另一侧钻通孔，需要预先确定通孔的进口和出口的位置。钻孔定位仪是一种电子仪器，由发射和接收两个部分组成。将发射部分放在墙壁另一侧选好的位置上，在墙壁的一侧通过移动接收部分找到对应位置，并发出成功信号。当偏离对应位置时接收部分还可在一定范围指

5、示偏离方向。一、任务：设计并制作一个简易钻孔定位仪。设计钻孔定位仪的方案很多，这里仅举一例。如图所示发射部分为一线圈，线圈的中心就是需要打孔的位置。在墙壁的另一面摆放数只接收线圈（例如用4只线圈组成的一个方阵，方阵的位置可以手动移动），通过这几个线圈所接收到的信号，判断发射线圈的中心位置。二、 要求：墙壁用两层木工板（或其他非金属板材）代替，两层板之间的距离可以调整，中间可插入钢筋（直径约1cm）。1基本要求（1） 功能：分别在墙厚D为10cm、20cm和30cm三种情况下寻找对应中心位置(误差 15cm)，确定后发出显示信号。寻找过程中有偏离方向指示；（2）精度（墙厚20cm条件下测量）：计

6、算所测出的中心位置与发射部分确定的中心位置之间的偏离，根据偏离的大小判断作品的精度。最高要求：偏离小于1cm。2发挥部分（1）能发现墙中有钢筋，并能在对准钢筋的位置时发出警告（因此处不可打孔）；（2） 粗略测出墙厚度（1030cm范围内，内部无钢筋），根据误差大小评定作品的该项成绩。最高要求：误差小于1cm。（C5） 单相工频交流电参数测量仪设计一、任务设计制作一台电子式电参数测量仪，该电参数测量仪能测量电压、电流、有功功率、功率因数、电量、频率等电参量。二、要求1基本要求（1）电压测量值取3位整数；（2）电流测量范围为010A，保留2位小数；（3）有功功率只取整数，功率因数和电量取2位小数，

7、频率取1位小数；（4）电压、电流、电量允许误差2；（5）上述各参数能实时显示；（6）设计参数测量仪所用的电源。2发挥部分（1）各参数允许误差0.5；（2）测量交流输入电压频率。测量范围：4555Hz；误差：0.001 Hz。；（3）可设置大负载断电报警功能，大负载报警电流可任意设置；（4）可实现预购置电能功能，当有剩余电量为10kwh时，测量仪将断电工作10秒以示报警；（5）可实现分时计量电量功能，时段不少于8段；（6）测量电压和电流的各次谐波含量。（以N次电压谐波含有率为例，N次谐波含有率为N次谐波电压的方均根值与基波电压的方均根值之比，电流谐波含有率计算方法同电压谐波含有率。测量至9次谐波

8、，采用列表和百分数形式显示，分辨率1%。）四、说明1调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号；再经移相输出代表同一路的电流信号，移相网络自制。也可采用双路信号发生器直接产生两路信号一路代表电压输入信号，另一路代表电流输入信号。2检查交流电压、交流电流有效值测量功能时，可采用函数发生器输出的对称方波信号。电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号，测试结果应与理论值进行比较分析。3本题目不得采用电能计量专用芯片实现。（C6） 基于DSP的实验系统一、任务设计并制作一套用于DSP芯片开发的实验系统，芯片型号为：TMS320LF2407。二、要求1基本要求（1）控

9、制板整体设计要求合理；（2）管脚引出点间距符合万用板标准，方便外扩电路；（3）常用管脚需全部引出；（4）有必要的指示电路；（5）能进行基本的测试实验，如流水灯实验，PWM逆变控制实验等。2发挥部分（1）设计并制作一个DSP_XDS510仿真器，仿真器设计要求合理；（2）能完成仿真器的基本功能；（3）其它（可靠性等）。三、说明1+5V可使用实验室可调电源，不需自制；2装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障；3设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。（C7） 基于ARM的煤矿瓦斯涌出量检测仪一、设计任务 设计并制作一个基于ARM的瓦斯涌出量

10、检测仪二、设计要求1、基本要求（1）可以检测煤矿瓦斯浓度及矿井湿度（2）记录检测时间（1） 实现瓦斯浓度超限报警2.、发挥部分（1）液晶显示测量的瓦斯浓度（2）将采集的数据回送地面控制室（3）良好的人机界面三、说明1、控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。2、装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。3、模拟实验环境时将装置放进充有煤气等可燃气体的密闭容器中，进行测试。4、设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。钻孔定位仪在室内安装施工中，有时需要从墙壁的一侧向不可直接

11、看见的另一侧钻通孔，需要预先确定通孔的进口和出口的位置。钻孔定位仪是一种电子仪器，由发射和接收两个部分组成。将发射部分放在墙壁另一侧选好的位置上，在墙壁的一侧通过移动接收部分找到对应位置，并发出成功信号。当偏离对应位置时接收部分还可在一定范围指示偏离方向。一、 任务设计并制作一个简易钻孔定位仪设计钻孔定位仪的方案很多，这里仅举一例。如图所示：发射线圈 1只接收线圈 4只墙壁或楼板钻孔位置发射部分为一线圈，线圈的中心就是需要打孔的位置。在墙壁的另一面摆放数只接收线圈（例如用4只线圈组成的一个方阵，方阵的位置可以手动移动），通过这几个线圈所接收到的信号，判断发射线圈的中心位置。二、 要求墙壁用两层

12、木工板（或其他非金属板材）代替，两层板之间的距离可以调整，中间可插入钢筋（直径约1cm），墙壁厚度D木工板钢筋或其他铁丝X坐标Y坐标打孔位置1基本要求（1） 功能 分别在墙厚D为10cm、20cm和30cm三种情况下寻找对应中心位置(误差 15cm)，确定后发出显示信号；寻找过程中有偏离方向指示；（2）精度（墙厚20cm条件下测量） 计算所测出的中心位置与发射部分确定的中心位置之间的偏离，根据偏离的大小判断作品的精度。最高要求：偏离小于1cm。2发挥部分（1）能发现墙中有钢筋，并能在对准钢筋的位置时发出警告（因此处不可打孔）；（2） 粗略测出墙厚度（1030cm范围内，内部无钢筋），根据误差大

13、小评定作品的该项成绩。最高要求：误差小于1cm。金属自动探测器 人们常常需要检测某一区域内是否藏有金属物体，例如某一地面下埋设的地雷，某一墙面内藏有的钢筋、电线等。一、 任务 设计制作一个金属自动探测器（模拟探雷系统）。在图示面积大于1.62m的白纸或其他较薄的非金属板材的背面放置了若干个“地雷”（边长为4cm的正方形铁片，厚度约1mm），请设计一个自动探测器，将这些铁片的数量及所在位置检测出来。为检测方便，在白纸上用宽度为1cm的黑色线条画有棋盘方格坐标（最外框线条宽2cm），方格的宽度为20cm，铁片放在坐标线的交点或每个小方格的中心，这样，每个铁片的位置皆对应于一个确定的坐标，例如下图中

14、两个铁片的坐标分别为（5，6）和（3.5，6.5）。正面0 1 2 3 4 5 6 7 8 65432120cm200cm160cm20cm1cm2cm4cm铁片尺寸20cm20cm背面8 7 6 5 4 3 2 1 0 65432120cm20cm要求1 基本部分（1） 该自动系统运行后能自动作地毯式搜索，搜索方式不限；（2） 当检测到金属片时应用声或光发出警报信号，发出警报的位置应力求准确；2 发挥部分（1） 在搜索过程中实时显示搜索器所在位置的坐标；（2） 能在LCD显示屏上记录所检测到的铁片的个数及每个铁片中心位置的坐标。注：如从不同搜索路径多次检测到同一目标，记录时应作为一个目标处理

15、。本科组C题 智能体温计智能体温计用于精确测量人体温度，并可将所测数据通过点阵式LCD屏记录与显示，以确定人体在某个阶段的体温曲线。温度传感器A/D转换器放大器单片机LCD显示数码管显示前端部分归一化输出测试点一任务：设计并制作数字式智能体温计二要求： 基本要求: 系统前端部分归一化输出，即0 50 线性对应0 5 V； 系统前端部分应具有输出保护电路，使其输出电压不超过5V； 系统每秒采集一次温度，经滤波、计算等处理后实时显示温度值，测量精度为0.1； 系统每分钟用语音报告一次所测温度当前值； 系统可在050的范围内任意设预警温度值（默认值设定为37.0），当所测温度超过预警温度值时，系统立

16、即报警，预警值的设定应可随时更改。调试方法以水温代替人的体温，用一根水银温度计与所制作的体温计探头（捆绑）同时接触被测热水的同一点。被测热水存放于一只容器中，另备一只热水壶与一只冰水壶（保温壶内放适量冰块），以便用添加热水或添加冷水的方法随时改变被测水温。探测头热水壶冰水壶自制测温仪水银温度计 发挥部分: 记录测试结果并在点阵式LCD屏上显示2分钟内的温度变化曲线； 非接触式测量。（测量精度为0.2）；数字电压表一、任务 设计一个数字电压表（着重单片机和显示技术应用）参考设计方案如下。 一、 要求：（1）基本部分1， 输入直流电压（允许叠加频率为0100Hz的交流信号）信号的最大幅度范围为 0 20V，2 分辨率为3位半（即最大显示读数为 19.99V）；3 要求量程能自动转换，即根据测量结果，自动决定小数点位置；4 能通过键盘或开关选择测量电压的平均值和峰值，并用LED显示测量的种类；5 采用LED数码管显示（可以选用专用的LED显示模块或用多只LED数码管组成），显示信息包括测量的信号种类（平均值、峰值等）、电压极性和数值大小；6 测量误差不大于1mv。（2） 发挥部分：1 计算并显示信号的有效值； 2 采用点阵式LCD屏作为显示器，可以在屏上显示模拟信号的波动曲线，同时用文字和数字显示平均值，峰值，有效值。