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HBCYD-900運(yùn)動粘度測定儀符合《GB265-88石油產(chǎn)品運(yùn)動粘度測定法》房幌、ASTM D445等標(biāo)準(zhǔn)会刀，廣泛應(yīng)用在電油泥碳、電力膜护、化工、鐵路泰牵、科研等行業(yè)锭测。

一.主要特點(diǎn)

1. 采用的單片機(jī)智能控溫，5.7寸液晶彩色觸摸屏芥吟，適時(shí)顯示儀器的溫度侦铜、時(shí)間、參數(shù)等工作狀態(tài)钟鸵；

2. 的模組化技術(shù)钉稍，不論低粘度或高粘度范圍均可測量涤躲；

3. 自動計(jì)算運(yùn)動粘度值與測試平均值，并自動打印和存儲測定結(jié)果贡未；

4. 恒溫浴缸外層有機(jī)玻璃保溫罩种樱，浴內(nèi)溫度分布均勻，控溫效果好俊卤；

5. 加熱器等部件采用不銹鋼制作嫩挤，耐腐耐用，環(huán)型日光燈照明消恍，易觀察岂昭；

6. 試驗(yàn)次數(shù)1-6次自由調(diào)節(jié)，可同時(shí)對兩種以上油樣進(jìn)行平行試驗(yàn)狠怨；

7. 毛細(xì)管計(jì)卡采用三點(diǎn)垂直式约啊，操作靈活方便，夾持可靠秫玉；

二.產(chǎn)品參數(shù)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

石油產(chǎn)品運(yùn)動粘度測定系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.1飒晴，它可分為溫度傳感器部分、信 號接收發(fā)送部分财偶、接口信號轉(zhuǎn)換部分拙位、計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)部分、恒溫浴毛細(xì)管部分课枉、 恒溫浴加熱部分属胖、恒溫浴致冷部分、恒溫浴輔助電路部分杆赃，通過計(jì)算機(jī)與數(shù)字溫度控制 儀的通訊莲疤，多達(dá) 55 個(gè)參數(shù)在兩者之間相互傳輸，自熱電阻傳感器的與恒溫浴浴溫成單 值關(guān)系的電阻值被數(shù)字溫度控制儀接收宣忧，各個(gè)參數(shù)的共同努力下砍机，調(diào)節(jié)恒溫浴的溫度。 通過計(jì)算機(jī)上自帶的數(shù)顯溫度計(jì)锤扣，我們可以更直觀的計(jì)算出流體的流動時(shí)間铭莱，從而利用 計(jì)算機(jī)算出待測液體的運(yùn)動粘度值。系統(tǒng)通過在已經(jīng)達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件的恒溫浴中放置若干 個(gè)經(jīng)過計(jì)量檢定的毛細(xì)管遣妥，由于壓差存在于毛細(xì)管的兩端擅编，實(shí)現(xiàn)對待測油品的粘度測量， 在計(jì)算機(jī)上箫踩，還可以通過查詢模塊尋找之前的歷史數(shù)據(jù)爱态。該系統(tǒng)以 AVR 單片機(jī)為主控 制器，以 AT89S52 單片機(jī)為溫度控制器境钟，在兩個(gè)單片機(jī)的共同作用下锦担，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動粘度 測定系統(tǒng)的自動檢測功能俭识，同時(shí)以 Pt100 為溫度控制傳感器，將溫度的信息及時(shí)返饋給 單片機(jī)洞渔，進(jìn)行溫度的補(bǔ)償鱼的。

A—上計(jì)時(shí)標(biāo)線 B—下計(jì)時(shí)標(biāo)線 1—PT100溫度傳感器 2—加熱泵（半導(dǎo)體致冷片） 3—毛細(xì)管粘度計(jì) 主控制器—AVR單片機(jī) 恒溫控制器

系統(tǒng)整體工作原理

石油產(chǎn)品運(yùn)動粘度測定系統(tǒng)原理圖如圖 2.2。它的整體工作原理是在系統(tǒng)上電以后痘煤， 操作者在液晶顯示器上輸入實(shí)驗(yàn)溫度凑阶，恒溫控制系統(tǒng)開始對恒溫浴進(jìn)行恒溫，當(dāng)恒溫水 浴的溫度穩(wěn)定在能夠滿足實(shí)驗(yàn)的溫度時(shí)衷快，蜂鳴器開始發(fā)出警報(bào)宙橱，系統(tǒng)自動將待測樣品注 入毛細(xì)粘度計(jì)中，待測樣品在毛細(xì)管粘度計(jì)中恒溫 20 分鐘左右后贬市，我們開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)版掘， 當(dāng)待測樣品流過毛細(xì)管上標(biāo)刻線時(shí)，紅外傳感器自動檢測液位信息劈警，反饋給計(jì)算機(jī)計(jì)時(shí) 器昔疆，開始計(jì)時(shí)；當(dāng)待測樣品流過毛細(xì)管下標(biāo)刻線時(shí)遵盼，紅外傳感器自動檢測液位信息谤郑，反饋給計(jì)算機(jī)計(jì)時(shí)器，停止計(jì)時(shí)刑映，將待測樣品在自身重力作用下通過兩個(gè)標(biāo)刻線的時(shí)間傳 輸給單片機(jī)直呈，如此反復(fù)進(jìn)行 4 次，通過計(jì)算機(jī)的計(jì)算翰鬓，實(shí)驗(yàn)者更直觀的在液晶屏上了解 此次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果忽畏，操作者選擇打印實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，測量結(jié)束坟翠。

電加熱部件在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛赖钞，為了保證某些區(qū)域溫度的恒定，目前我 們應(yīng)用的加熱方法有很多種聘裁，例如脈沖式加熱方式雪营、電阻式加熱方式、超聲波式加熱方 式等咧虎。各種各樣的加熱元件應(yīng)用在這些加熱方式中卓缰，我們再正常情況下進(jìn)行通電计呈，大量 的熱從這些元件中散發(fā)出來砰诵，溫度逐漸升高的這些工作部件達(dá)到我們預(yù)期的實(shí)驗(yàn)溫度 時(shí)，它會自動斷電捌显，并停止加熱茁彭；當(dāng)溫度降低之后总寒，系統(tǒng)會再次接通電源，使實(shí)驗(yàn)溫度 控制在我們需要的條件理肺。 結(jié)合我們實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際工作情況摄闸，選擇了電阻式加熱方式，加熱固定的電阻絲妹萨。 因?yàn)椋?-200）℃是恒溫浴缸的調(diào)節(jié)溫度蟹故，溫度不是特別高，恒溫浴體積中的工作 介質(zhì)面積不到0.25ｍ3剃杯，玻璃恒溫浴具內(nèi)設(shè)置有雙層保溫逾丑，壓縮空氣在雙層玻璃間通有， 快速對流為了防止熱量沽糕，所以1.8kW被確定為加熱總功率嘲孙。對這1.8kW加熱功率的由來， 我們進(jìn)行了科學(xué)分配：輔助加熱 1.2kW 控溫加熱 0.6kW 當(dāng)恒溫浴缸內(nèi)的實(shí)際溫度低于我們預(yù)先設(shè)定的溫度20℃時(shí)启血，系統(tǒng)自動啟用輔助加熱 裝置魂姆，加熱進(jìn)行的非常快速户载；當(dāng)恒溫浴浴缸的實(shí)際溫度低于我們設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度5℃時(shí)澜茁， 系統(tǒng)會自動斷開輔助加熱。 （0-60）℃為帶制冷電路的恒溫浴溫度調(diào)節(jié)范圍锻宵，另外北方我們多大多數(shù)的室內(nèi)溫 度一般為20℃上下担急，所以我們選擇致冷功率P＝40W。 使用時(shí)侠坎，恒溫浴缸內(nèi)壁被致冷器的致冷面緊貼蚁趁，裝有冷卻水的水箱被導(dǎo)熱面緊貼。 當(dāng)設(shè)定溫度時(shí)低于恒溫浴浴缸實(shí)時(shí)溫度時(shí)实胸，正電壓被加在半導(dǎo)體致冷器上他嫡，使熱泵被半 導(dǎo)體致冷器形成，由于熱量的傳導(dǎo)作用庐完，恒溫浴內(nèi)熱量不斷的被致冷器抽出钢属，熱量不斷 被冷卻水帶走，使恒溫浴缸內(nèi)的溫度逐漸的下降门躯，再與數(shù)字顯示溫度控制儀表系統(tǒng)的共 同作用淆党，達(dá)到恒溫控制的目的。 當(dāng)我們使用致冷器進(jìn)行致冷時(shí)讶凉，如果致冷器內(nèi)無冷卻水染乌，而導(dǎo)熱面溫度在緊貼冷卻 水箱上急劇的進(jìn)行升溫，很容易將致冷器內(nèi)焊點(diǎn)熔化，從而使致冷器損壞荷憋。為防止此情 況發(fā)生台颠，在冷卻水箱上加一溫度開關(guān)，當(dāng)水箱溫度達(dá)到45℃時(shí)搬雳，溫度開關(guān)斷開为或，中問繼 電器跳變，斷開加在半導(dǎo)體器件上的電壓晃键，使致冷器件上的工作電流降為零特棕，從而保護(hù) 了致冷器，與此同時(shí)迟赶，電路工作產(chǎn)生“斷水報(bào)警"脸婉， 報(bào)警信號被產(chǎn)生，提示用戶接通 冷卻水路杈夜，否則致冷器如果長時(shí)間處于缺水狀態(tài)尝赵，會使致冷器致冷效率下降（可以恢復(fù)）， 但是致冷器無法恒溫盹组。

控溫儀表選擇

隨著周圍的環(huán)境溫度變化弓呵，牛頓流體粘度會隨著顯著變化，所以溫度是流體粘度的 重要參變量[13]哄避。而溫度是為數(shù)眾多的幾個(gè)基本物理量之一茉漂，是液體物質(zhì)必須具有的狀態(tài)， 是描述物體熱脹冷縮的物理量誉简，它標(biāo)志著物體內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度[14]碉就。要測 量流體的粘度，就必須對流體進(jìn)行恒溫控制闷串，恒溫控制一般通過控溫儀表及其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) [15]瓮钥。 最近幾年數(shù)字式控溫儀發(fā)展十分迅猛，它是指針顯示儀和動圈式溫控儀的替代產(chǎn) 品烹吵，它是隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展而發(fā)展的碉熄，其核心部件是數(shù)字放大器和可控硅。前 者對傳感器送來的電信號進(jìn)行放大和比較肋拔，后者接受指令對加熱管進(jìn)行通電或斷電的控 制锈津。 數(shù)字控溫儀表及其系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)[16]： 1．準(zhǔn)確度高 3位和4位通常是數(shù)字控溫儀表的位數(shù)，它們的準(zhǔn)確度一般是0.5％凉蜂，0.2％琼梆，而其它 類溫度控制儀表的準(zhǔn)確度一般不高于1％。 2．壽命長 數(shù)字控溫儀表一般采用大規(guī)模集成電路A/D轉(zhuǎn)換器CMOS窿吩，高精度低溫漂的集成運(yùn) 算放大器茎杂，使儀表具有穩(wěn)定性好，平均時(shí)間長的特點(diǎn)。 3．分辨率高 顯示值為1999是3位數(shù)字控溫儀表的固有特性济问，相當(dāng)于溫控儀表有1999條刻度 線遮店，顯示值為19999是4位數(shù)字控溫儀表的固有特性捻境，相當(dāng)于溫控儀表有19999條刻 度線吝殖，而其它類控溫儀表的刻度尺弧長有限，只能刻度不到100條刻度線炸鹅≈悴可見數(shù)字控 溫儀表的分辨率比其它類控溫儀表要高得多。 4．輸入阻抗高 通常都大于20kΩ輸入阻抗是數(shù)字控溫儀表的特性肮渣，而其它類控溫儀表的輸入阻抗一 第二章 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì) 12 般為200Ω左右饮噪，可見測量誤差大的減小是外電路給數(shù)字控溫儀表帶來的。 5．耐震動且示值不受安裝位置的影響 數(shù)字控溫儀表因沒有可動部件距肯，所以對震動耐受能力強(qiáng)膏姨，并可承受惡劣環(huán)境條件。 6．采用模塊化設(shè)計(jì)棺衬，維修簡單橙喘，調(diào)試方便 不同品種的數(shù)字控溫儀表，都是由為數(shù)不多的功能分離的模塊化電路組合而成胶逢， 維修簡單厅瞎，調(diào)試方便。 7．品種繁多初坠，配接靈活和簸，功能強(qiáng)大，即可輸入不同類型的測量信號碟刺，可輸出多種 控制锁保。 當(dāng)數(shù)字控溫儀表內(nèi)設(shè)置不同的變換電路，即可輸入不同類型的測量信號半沽，而配置 不同的調(diào)節(jié)電路身诺，則可輸出多種控制。智能化數(shù)字控溫儀表還可帶計(jì)算機(jī)通信接口抄囚，能 將測量結(jié)果以數(shù)字形式輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)霉赡，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。 8．外型尺寸標(biāo)準(zhǔn)化 數(shù)字控溫儀表外形尺寸和開孔尺寸均按國家標(biāo)準(zhǔn)或國際IEC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)幔托。 9．對輸入信號進(jìn)行線性化處理和冷端補(bǔ)償 由于熱電偶和熱電阻的輸出信號與溫度之間均為非線性關(guān)系穴亏，所以與熱電偶或熱 電阻配套的數(shù)字控溫儀表均配有線性化電路。前者還具有冷端溫度自動補(bǔ)償?shù)墓δ芟钢埽?而儀表測量準(zhǔn)確度高毯创。 10．?dāng)?shù)字控溫儀表數(shù)字顯示，直觀，明了苫七，讀數(shù)方便惹捡，無視差。 數(shù)字控溫儀表控制輸出有開關(guān)量尼送、連續(xù)量輸出男赴。控制方式有二位式鸭荡、三位式垄减、時(shí)間比例、 PID模糊控制等方式稻猜。

溫度傳感器選擇

溫度感應(yīng)的原件種類很多牙枕，熱電偶和熱電阻是工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的兩種溫度感應(yīng) 原件，二者都是新興的測量溫度的傳感器坦康，它們可以溫度控制儀搭配使用竣付，組成溫度控 制儀的溫度感應(yīng)結(jié)構(gòu)，一般金屬殼體內(nèi)放有感溫元件滞欠，所以它可以直接與被測介質(zhì)接觸古胆， 無距離限制的感受各種不同介質(zhì)的溫度，并將感受到的溫度物理量轉(zhuǎn)換成電信號[17]仑撞。由 于體積小的原因赤兴，測量各種液體、氣體隧哮、固體以及各種危險(xiǎn)品的實(shí)時(shí)生產(chǎn)溫度都是很方 便的桶良。 由兩種不同但符合一定要求的導(dǎo)體或半導(dǎo)體是指熱電偶（熱電極），測量端將其一 端焊接作為沮翔，參考端為另一端陨帆，測量溫度的一種溫度傳感器，利用兩端溫差與熱電勢的 函數(shù)關(guān)系束采蚀。其代表品種有鎳鉻一銅鎳熱電偶疲牵、鎳鉻一銅硅熱電偶、鉑銠10—鉑熱電偶 等榆鼠。 利用導(dǎo)體和半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性岭复，來測量溫度的一種溫度傳感 器是熱電阻。其代表品種有銅熱電阻如Cu50规倚、Gu100等河美；鉑熱電阻如Pt100、BA1评贫、BA2 等殊划。 一般來說祷燥，熱電偶的成本比較高，熱電阻的成本比較低登徐，為了滿足要求翁乌，通常我們 在工業(yè)生產(chǎn)過程中使用熱電阻就能實(shí)現(xiàn)。 在文的分析探討中哟笨，鉑熱電阻我們采用Pt100型蒙搅。 在日常的測量中，鉑熱電阻Rt到顯示儀表問的引線電阻ｒ?qū)⒅苯佑绊憙x表的輸出羊捧。 二線制接法和三線制接法是目前工業(yè)測量中采用的兩種接線方法众巷，分別如圖2.3和 圖2.4彼硫。 兩條線連接的是用鉑熱電阻Rt與電橋炊豪，構(gòu)成一個(gè)橋臂的總電阻引線電阻ｒ與鉑熱電 阻阻值Rt之和。雖然二線制接線方法簡單拧篮，但引線電阻ｒ變化時(shí)誤差較大词渤。 三條線與電橋用鉑熱電阻Rt相連，其中電源回路置于一條線串绩，其上橋路的平衡產(chǎn)生 東北石油大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 13 的微小壓降并不影響缺虐，橋的兩臂另分別置于兩條線，只要鉑熱電阻所使用的引線的線徑 和長度相等礁凡，它們在兩個(gè)支路中形成的電壓互相抵消高氮，可以大大減小因引線電阻ｒ引入 的測量誤差。因?yàn)檫@兩條引線分別處于相鄰的兩個(gè)支路中顷牌，它們的阻值同時(shí)同向變化剪芍， 當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，可以大大減小因溫度變化而引入的測量誤差窟蓝。 在本文分析討論中罪裹，我們決定采用的是三線制接法，因?yàn)檫@種接線方法可以減小測 量中產(chǎn)生誤差迄咸，更大的提高控溫精度茶踪。

恒溫浴致冷方式選擇

目前，吸收式和機(jī)械壓縮式致冷技術(shù)是常見的兩種技術(shù)屿钥，它們都是靠致冷介質(zhì)去致 冷教叽，常見的致冷介質(zhì)有酒精、冰坎市、干冰嘶忘、溴化鋰、液氨冻菌、液氮等敷忠，都是我們實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常 能夠用到的既权。 電子致冷方式是操作簡單快捷的第三種制冷方式，即崎北，它是基于溫場中溫度補(bǔ)償點(diǎn) 升降溫酌沥，是嶄新的一種制冷方式[18]。 1822年松招，有一個(gè)名叫塞貝克的德國人在他的實(shí)驗(yàn)室里觀察到呵扛，當(dāng)兩種不同導(dǎo)體的接 點(diǎn)被加熱時(shí)，電動勢在這兩種導(dǎo)體之間被激發(fā)出來筐带，熱電流在這過程中被激發(fā)產(chǎn)生今穿。在 當(dāng)年普魯士作的報(bào)告中他指出，稱這種現(xiàn)象為金屬的熱磁極現(xiàn)象伦籍。后人稱此現(xiàn)象 為塞貝克電動勢蓝晒，其實(shí)質(zhì)就是溫場之中存在著電動勢的緣故。塞貝克效應(yīng)的在當(dāng)今社會 的應(yīng)用帖鸦，測溫?zé)犭娕技皽夭畎l(fā)電裝置在不同領(lǐng)域都有所應(yīng)用芝薇。鎳鎳一硅鉻、康銅一鎳鉻作儿、鉑一鉑銠等測熱敏電偶洛二，就是應(yīng)用了塞貝克溫度補(bǔ)償效應(yīng)，人們使用的熱電偶溫度補(bǔ)償 對照表攻锰，實(shí)質(zhì)上就是溫度之間差異的對照表罷了晾嘶。 法國人珀?duì)柼?834年法國物理化學(xué)年鑒上發(fā)表論文了關(guān)于溫度補(bǔ)償方面的論文， 宣稱他發(fā)現(xiàn)了逆反應(yīng)有關(guān)于塞貝克效應(yīng)娶吞，即當(dāng)電流流經(jīng)兩種不同會屬導(dǎo)體形成的接點(diǎn) 時(shí)垒迂，接點(diǎn)處會產(chǎn)生放熱和吸熱現(xiàn)象。放熱或吸熱依著電流的大小以及流向所改變逐嗅，這就 是的珀?duì)柼?yīng)蹂甥。我們?yōu)榱双@得低于環(huán)境溫度的補(bǔ)償點(diǎn)從而利用珀?duì)柼?yīng)。令人 嘆息的是菊车，不象塞貝克效應(yīng)那么幸運(yùn)虚缘，在一百余年的漫長歲月中沒有得到實(shí)用，原因是 在當(dāng)時(shí)的條件下您奶，只有金屬導(dǎo)體參與的實(shí)驗(yàn)才能應(yīng)用此效應(yīng)辐轧，而金屬導(dǎo)體參加的實(shí)驗(yàn)珀 爾帖效應(yīng)又十分的微弱。 科技成果屬于永無止境奮勇攀登的人們晋鼓，既然珀?duì)柼?yīng)在金屬導(dǎo)體中的存在很 弱鬼涂，新的熱電材料就是這樣被人們尋找新的電偶來組成。 蘇聯(lián)摘链，半導(dǎo)體研究所院士在本世紀(jì)五十年代對半導(dǎo)體進(jìn)行了大量研究羔仅，他首 先個(gè)提出丘多，一些化合物半導(dǎo)體是希望的溫差電材料。由于他的觀點(diǎn)沉桌，各國的科 學(xué)家紛紛對半導(dǎo)體材料進(jìn)行研究谢鹊，經(jīng)過這些學(xué)者的不懈努力，大量良好的溫差電導(dǎo)體材 料才能呈現(xiàn)在人們的面前留凭。 半導(dǎo)體熱電偶就是由電子致冷器件為主要原材料制造而成的佃扼，被科學(xué)家稱為“半導(dǎo) 體致冷器件"，簡稱“致冷器件"蔼夜。 半導(dǎo)體致冷器件因其自身?xiàng)l件原因兼耀，有其顯著的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，概括起來有如下9點(diǎn)： 1．無需添加任何致冷介質(zhì)求冷，有持續(xù)的電力輸出即可連續(xù)工作瘤运，用的都是綠色能源 對環(huán)境也沒有任何的污染；旋轉(zhuǎn)部件不是致冷器的構(gòu)成遵倦，因而沒有工作產(chǎn)生的震動尽超、噪 音以及不必要的磨損官撼； 2．半導(dǎo)體致冷器件是一種固體器件梧躺，使用壽命長，結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)簡單傲绣，安裝操作 容易遣惊，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低； 3．半導(dǎo)體致冷器件具有兩大特性：既能致冷待鲤，又能加熱渠盅。致冷效率一般不很高， 但升溫速率還是很快的狞饮，因此使用一個(gè)電子器件就可以代替升溫和降溫兩大系統(tǒng)供辰。 4．電流換能型器件是半導(dǎo)體致冷器件，通過控制輸入電流佣各，可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體高精度 溫控梢苍，再結(jié)合溫度檢測和控制手段，很容易實(shí)現(xiàn)溫度的遠(yuǎn)程控制指胡，計(jì)算機(jī)編程控制诲有、人 機(jī)交流控制，這才是真正意義上的自動化系統(tǒng)橘忿； 5．半導(dǎo)體致冷器件受熱面積非常小药封，升溫和降溫速率因次變得很慢，在加熱端和 致冷端都正常工作的情況下侯选，持續(xù)供電不到一分鐘吠谢，其實(shí)際條件就能滿足我們的工作需 要土童； 6．對核輻射不敏感的半導(dǎo)體才是致冷器，英寸近的地方放置整個(gè)器件放在放射性 鈷幾工坊，性沒有任何改變經(jīng)數(shù)周之后的致冷器娜扇，半導(dǎo)體二極管、三極管受核輻射后同時(shí)放 置的嚴(yán)重受損栅组，本身的特性變差雀瓢； 7．使用功率范圍廣泛。雖然致冷元件在同一級別顯得很小玉掸，但多個(gè)小的致冷元件 在一起很容易組合成致冷電堆刃麸，這些致冷電堆又可以很容易的通過并聯(lián)或者串聯(lián)的方式 在一起工作，這樣司浪，我們就可以輕易的做出整個(gè)致冷的系統(tǒng)泊业； 8．使用溫度范圍寬。區(qū)間涵蓋+80℃到-80℃啊易。倘若加上真空絕熱加熱材料吁伺，或再 加上任何一個(gè)給定的磁場，從+80℃到-135℃也不是不可能實(shí)現(xiàn)的堤酿； 9．溫差發(fā)電是通過半導(dǎo)體致冷器產(chǎn)生的剩余溫度發(fā)點(diǎn)谷培。它適用于對升溫速率沒那 么高要求的中低溫區(qū)發(fā)電，特別適合剩余熱量的發(fā)電镇评。 另外藤侦，我們還發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體致冷器件在進(jìn)行致冷加熱工作時(shí)，必然形成的溫場存在著 溫差牺鱼，為使致冷效果達(dá)到我們預(yù)期的水平樊何，就必須想辦法把加熱端的熱量帶走法，那就 讓我們設(shè)計(jì)一個(gè)熱量帶走系統(tǒng)跪晕，而熱量帶走系統(tǒng)的方式有很多散熱方式秀彤。散熱方式有多種：自然對流、液冷啄崖、強(qiáng)迫通風(fēng)笙吠、環(huán)流散熱以及行化潛熱借助于物質(zhì)的溶進(jìn)散熱等。常 用的散熱方式有自然對流和利用水循環(huán)致冷醇樱。 散熱片需要自然對流侍上。這種散熱方式使用方便，缺點(diǎn)是體積大郎哭，不適用大功率致 冷器件他匪。為了不使致冷器件效率降低，一般熱端溫度要比環(huán)境溫度約高10℃以上夸研。 目前我們實(shí)驗(yàn)室的半導(dǎo)體致冷器件廣為使用的一種散熱方式是水冷散熱邦蜜。散熱器就 通過水箱或水管散熱的依鸥，將熱端的熱能帶走的同時(shí)利用自來水或水泵循環(huán)的溫度補(bǔ)償 點(diǎn)，大家將這種裝置命名為水冷散熱器悼沈。水冷散熱器大多是由紫銅贱迟、鋁材，黃銅或不銹 鋼等材料制成的絮供，由紫銅材料加工而成的水冷散熱器是目前市場上散熱的衣吠。不 能自動斷水是水冷散熱的缺點(diǎn)，這給制作某些便攜型致冷設(shè)備帶來了很大的技術(shù)難 題壤靶。此外的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)就是缚俏，水冷散熱器還裝有單獨(dú)控制斷水保護(hù)的一套電路，一旦水源 被切斷了贮乳，這一套保護(hù)電路就會立即進(jìn)行工作切斷致冷器的電力輸出忧换。 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)的恒溫浴體積較小和所需致冷功率較小，所以在本系統(tǒng)中我們采用了半 導(dǎo)體制冷技術(shù)饥猴。

計(jì)算機(jī)通訊接口方式選擇

目前倔晚，在自動化儀器儀表中常用的通信標(biāo)準(zhǔn)主要有RS-232和RS-485等，長久以來屉胳， 這兩種串行通訊方式一直是自動化儀器儀表最基本的通訊方式之一封均，在其它應(yīng)用系統(tǒng)的 通信中用得也很多。 雖然發(fā)展了現(xiàn)場總線技術(shù)残宽，但RS-232/485通信技術(shù)仍然是一種應(yīng)用非常廣泛的通信 協(xié)議腌棒。一些現(xiàn)場總線還采用了RS-485作為通信協(xié)議的物理層，如Profibus等[19]父吧。 許多一次儀表和二次儀表都帶有RS-232/485通信端口，由于RS-232通過一個(gè)轉(zhuǎn)換接 口可以轉(zhuǎn)換為RS-485捂旨，因此本文主要討論RS-485通信問題秉唇。 與物理總線協(xié)議不同，不同的儀表制造商一般都是自行規(guī)定自己的RS-485通信協(xié) 議憨琅，這些協(xié)議包括通信數(shù)據(jù)格式漆勉，如波特率针饥、起始位诊杆、數(shù)據(jù)位村视、奇偶校驗(yàn)位和停止位妄由， 以及通信幀格式卢厂，包括通信命令起始字符舵翘、地址編碼漾肮、幀數(shù)據(jù)等等清焕。如某種儀表采用 RS-485通信協(xié)議竟终，通信格式為波特率：300－9600bps蝠猬，數(shù)據(jù)通信格式為１個(gè)起始位切蟋、8 個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位榆芦，無校驗(yàn)位柄粹，通信幀格式如表2.1

其中，@為起始字符匆绣，DE為儀表設(shè)備號（地址）驻右，幀類型為操作命令，幀數(shù)據(jù)為操 作命令對應(yīng)的命令或數(shù)據(jù)崎淳，CRC為校驗(yàn)和娩伴，CR為結(jié)束符。 而另一種儀表也采用RS-485通信等吝，但通信數(shù)據(jù)格式和通信幀格式與上述儀表不同靠牙， 如Modicom PLC采用了RS-485通信，其協(xié)議采用了Modbus協(xié)議泽中，按照Modbus ASC II格式虎疗， 包括一個(gè)起始位、7個(gè)數(shù)據(jù)位熏虱、一個(gè)奇偶校驗(yàn)位榄缸、一個(gè)停止位或無奇偶校驗(yàn)位，兩個(gè)停 止位浓盐。幀格式采用了如表2.2涌疲。

RS-485的通信數(shù)據(jù)格式和幀數(shù)據(jù)格式相同時(shí)，可以用一條雙絞線作為通信線路倚胀。應(yīng) 當(dāng)注意九昵，一般地，RS-485通信是一種半雙工通信方式可款，這一點(diǎn)與RS-232不相同育韩，在這種 情況下，RS-485通信方式只能采用逐一從工作方式闺鲸，即從設(shè)備從來不會主動向上發(fā)送數(shù) 掘和請求筋讨，而由主設(shè)備（一般是PC）對從設(shè)備發(fā)出命令，在某個(gè)時(shí)刻摸恍，只有主設(shè)備和一 個(gè)從設(shè)備進(jìn)行通信悉罕。圖2.5是具有RS-485通信接口的儀表與主機(jī)（PC）通信的原理圖。

對我們特定的工業(yè)現(xiàn)場立镶，固定了儀表壁袄，固定了通訊協(xié)議，所以我們采用了RS-232接 口／RS-485接口方式。

計(jì)時(shí)方式選擇

流體粘度測定過程中然想，還要涉及到時(shí)間的計(jì)量莺奔。時(shí)間也是基本物理量之一，是周期 運(yùn)動持續(xù)特性的度量变泄，是個(gè)感官無法感知的量令哟，是個(gè)轉(zhuǎn)瞬即逝的量，是個(gè)不能制造也不 能消失的量怔哮，是個(gè)無始無終瓜收、大到無窮、小到無窮的量鸡蒲。在時(shí)間的一般概念中箭雪，包括時(shí) 刻和時(shí)間間隔兩個(gè)含義。利用時(shí)鐘可以指示時(shí)間束咙，即能指示時(shí)刻和時(shí)間間隔濒秸。 時(shí)鐘的發(fā)展歷史可分成連續(xù)流動型鐘表、無周期控制機(jī)械鐘览止、周期控制機(jī)械鐘邢垮、石英鐘、 原子鐘等五個(gè)階段校增。石英鐘是一種數(shù)字鐘黔攀。數(shù)字鐘是用數(shù)字顯示時(shí)、分茁只、秒的計(jì)時(shí)器膛胜， 通常指由主振器、分頻器哥纫、譯碼顯示器霉旗、同步裝置和精密延時(shí)調(diào)節(jié)器等組成的，用于工 程上或?qū)嶒?yàn)室精密時(shí)間同步系統(tǒng)保持標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的計(jì)時(shí)器磺箕，其主振器可用石英晶體振蕩器 或原子頻標(biāo)[20]奖慌，本系統(tǒng)采用的計(jì)時(shí)方式是通過軟件讀取計(jì)算機(jī)時(shí)鐘來計(jì)時(shí)的。