电加热炉温度自动控制系统

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。

电加热炉降温部件信号转换与调理电路信号提示温度显示单片机测温元件控制电源信号转换与调理电路

图1 温度自动控制系统示意图

二、要求

⒈ 基本要求

（1）温度可调节范围为60℃～200℃，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。 （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。

⒉ 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

⒈ 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。不让雨水淋到屋里来。 ⒉ 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（10～30cm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0~10A，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，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：45～55Hz；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10 kwh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，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。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lswf.html