开题报告恒温恒湿试验箱控制系统的设计

1、毕业设计(论文)开题报告题 目: 恒温恒湿试验箱控制系统的设计 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 电气 f0802 学生姓名： 宋海华 学 号： 200848720201 指导教师： 王伟生 教师职称： 讲师 2012 年 3 月 1 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给

2、指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。4有关年月日等日期的填写，应当按照国标gb/t 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2006年11月20日”或“2006-11-30”。毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写20004000字左右的文献综述：文 献 综 述一、本课题研究的现实意义随着我国现代农业的发展和工业产品研制的需要， 恒温恒湿箱的应用越来越广, 生产、科研对它的要

3、求也越来越高。要求它的性能价格比更高, 使用寿命更长, 使用费用更少(省电) , 响应速度更快。近几年来，我国从国外引进了大批试验系统，为我国工业产品的研制和定型发挥了重要作用，但由于其本身的复杂性，使得试验箱在运行中出现了许多问题，而且出现了问题不能及时解决，大大延长了试验周期，影响了产品的研制工作。而产生这些现象的原因是对综合试验的工作原理不了解。为此，本文对试验箱的基本工作原理作出了一些简要阐述。恒温恒湿试验箱是利用一定的方式将箱内的温度和湿度调节到给定值，并在该条件下进行实验，达到实验反应要求。即能同时施加温度、湿度应力的试验箱。简而言之是指温度和湿度都能控制在指定范围内的试验箱。恒温

4、恒湿试验箱主要用于检测材料在各种环境下的性能的设备，并可试验各种材料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能。适合电子、电器、通讯、仪表、车辆、食品、化学、建材、医疗、航天等制品检测质量之用。二、恒温恒湿试验箱工作原理在各种环境试验测试中以温湿度试验较为常见，且以使用中、小型试验箱居多。温湿试验箱由制冷系统、加热系统、湿度系统、控制系统、空气循环系统和传感器系统等组成，如图1所示：加热系统制冷系统显示板控制系统传感器空气循环系统湿度系统试验箱的实验空间图1 温湿试验箱系统组成三、温湿试验箱研究概况试验箱在升/降温阶段时，围护结构和试件的吸/放热量最大，其值直接关系到试验箱加热/制冷设备容量的大小。对于大多数

5、试验标准，没有箱内升/降温曲线的具体规定，一般只规定升/降温时间或平均温变速率。升/降温时间是反映试验箱升/降温能力的重要指标，时间越短，能力就越强，这可使试验准备时间缩短，但其所需加热/制冷系统的容量、设备投资都要增大。因此，对试验设备来说，对升/降温过程的传热特性研究是一个重要的研究方向，这将有利于试验设备加热/制冷系统的合理匹配。从近年来发表的文献来看，对试验箱的研究主要集中于设备的结构、制冷和加热方式选择、控制精度与测试监控等方面，对试验箱非稳态温变过程传热特性方面的研究不多，而把试验箱热力系统作为一个耦合整体进行研究的则更少。有人给出了环境试验装置冷负荷的计算方法，着重介绍了环境试验

6、室（箱）稳态传热时的冷负荷计算，粗略提出了降温过程的冷负荷计算方法。认为降温过程冷负荷粗略计算可由两部分组成：室内一侧的壁板、试验台架、室内空气及蒸发器等热容量应全部计入，其冷负荷为总热容量乘以温降除以所要求的降温时间；隔热材料的冷负荷，为隔热材料质量乘以比热并乘以室内外温差的平均值再除以所要求的降温时间。对环境试验室围护结构在降温过程中的传热特性进行了非稳态传数值计算，指出采用中的计算方法误差很大，必须采用非稳态传热的计算方法计算围护结构在降温过程中的放热量。给出了环境试验装置降温过程的冷负荷计算，并在一些假设的基础上初步给出了降温时间的分析解，虽然其假设存在不合理的地方，但其思路值得借鉴。

7、提出表征箱体隔热性能的传热系数和表征蓄热性能的蓄热系数是箱内空气升温、降温的主要因素，通过对试验箱建立非稳态热平衡方程得到了在箱内无任何物件的情况下加热升温和自然降温过程的温时解析式，并且利用实验数据确定出了传热系数和蓄热系数。不过文献没有考虑试验时物件、试验台架、蒸发器等热容量对温变的影响，因此，得出的结论有很大的局限性。至于湿度方面研究，由于目前大多数是采用了温度、湿度各自独立调节的控制方式，这样可以避免温、湿度调节过程中互相干扰的现象，因此研究主要集中于加湿方式的选择和加/除湿控制精度等方面。着重对各种加湿方式的加湿能力与效率相比较，并分析了对试验箱内温度的影响。从自动控制角度来研究对湿

8、度的调节，其共同特点是利用pid 控制算法将采样值与设定值相减，得到控制偏差e，e 的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量u 去对湿度进行控制。四、恒温恒湿试验箱发展方向1、虚拟试验与真实试验相结合。将计算机仿真技术用于温湿试验，让计算机构筑出一个虚拟的试验设备，为我们研究观察温湿试验提供一种全新的手段。对于热容、湿容较大试验品，在计算机上进行仿真试验，必能降低试验成本，加快试验速度，这种做法值得推广。2、温湿试验箱向多功能化发展。目前，温湿试验箱只能模拟温度与湿度2 种参数，不能综合多种环境参数。试验品在寿命期内面对的环境应力并不是单一的，而是多种环境应力，因此，今后应着重发展多功能复合试

9、验箱。3、温湿试验箱从台式箱转向大型试验室，并且向拼装式方向发展。参考文献1 余永权.atmel89 系列单片机应用技术m.北京:北京航天航空大学出版社,2008：31-36.2 刘士光,包长春.温室大棚多功能测控仪的智能化自校方法j .农业工程学报, 2009,16(3):135-137.3 刘士光.基于拓扑结构的农业设施远程测控系统的设计j.农业机械学报,2006,37(1):101-103.4姚天任数字信号处理m.武汉：华中理工大学出版社，1987 。5阎石数字电子技术基础m.北京：高等教育出版社，1998 6黄俊，王兆安电力电子变流技术m.北京：机械工业出版社，2000 7 尤小锋.

10、湿热环境试验室加湿方式的选择j. 环境技术，2006，（1）：1315.8 王京晖. 超低温试验箱的设计研制及实验分析j. 制冷学报，2007，（4）：711.9 郭庆堂，吴进发. 实用制冷工程设计手册k. 北京：中国建筑工业出版社，2004，4.10 骆新丰. -100170超高低温试验箱的性能及设计特点j. 制冷学报，2000，（4）：4548.11 沈荣林. 恒温恒湿箱的温湿度调节方法j. 环境技术，1994，（1）：4244.12 刘乙木. 提高气候试验设备温湿度控制精度的方法j环境技术，1994，（1）：2224.13 刘士光，包长春. 新型恒温恒湿箱测控系统的设计与研究j. 农业工

11、程学报，2001，17（5）：102104.14 李兆坚. 环境实验室围护结构不稳定传热特性分析j.环境技术，1992，（2）：51215 李兆坚. 环境室传热特性研究j. 制冷学报，1994，（3）：17 21.16 张祉佑，石秉三. 制冷及低温技术下册m. 北京：机械工业出版社，1981：3743.17 高青，王珂. 隔热室体传热系数和蓄热系数的非温态测量j. 计量学报，1997，（1）：3841.18 陈谋义. 气候试验箱的加湿方法j. 环境技术，1999，17（6）：1823.19 杜利劳，李新. 环境模拟试验箱设计与控制技术j. 陕西环境，1999，6（3）：911.20 陈延庆，何

12、飞月. 高精度节能型恒温恒湿自控系统的研制j. 上海造纸，1991，22（2）：26.21 罗文广，陈工. 湿热试验箱微机测控系统的设计j. 微计算机信息，1998，14（5）：3436.22 殷瑞珍. 微机控制高精度恒温恒湿测试室j. 机电设备，1991，（1）：3133.23 trieskdy. refrigeration system for an environmental test chamber：sci. united states，no us6，536，518b2p.20033.24 lee j m，kil h a. development of randon calibrati

13、on chamber at krissj. applied radiation isotopes，2004，61 （2）：237-241.25 garcia d f，campos a m，aguilar a. automatic auditing of the quality of environmental simulation tests in the aerospace industryj. computers in industry， 2000，42（1）：112. 26 trobec l m，borut z. fuzzy control for the illumination an

14、d temperature comfort in a test chamberj. building and environment，2005，40（12）：16261637.27 andy. i/o system monitors，controls test chamber environmentj. control solutions international，2003，76 （7）：24.28 fournier m t. controller for an environmental test chamber：united states，no. us6，023，985p. 20001.

15、29 suzuki kenichi. air conditioner for constant temperature and humidity chamber：japanese，no. 2003130399ap.20038.30 heinonen m. a humidity generator with a test chamber system. measurement，1999，25（4）：307313.毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一 、本课题要研究或解决的问题对试验箱的研究主要集中于设备的结构、制冷和加热方式选择、控制精度与测试监控等方面。本课题要研究的问题如下：1、恒温恒湿试验箱的现状和发展趋势；2、恒温恒湿试验箱的选择；（1） 恒温恒湿试验箱容积的选择，（2） 温度范围，（3） 湿度范围，（4） 温湿度精度的控制，（5） 控制程序的编写，3、确定合理的温湿度检测方案；4、设计相应的硬件电路；5、设计系统软件，实现一定的通用性，具有良好的操作界面；6、完成系统的软件设计、调试；7、基于pc机设计相关界通讯界面；8、正确绘制图纸；二 、拟采用的研究手段（1）以单片机为主体，构建基本硬件结构；（2）采用专用的温度传感器ds18b20代替传统的热敏电阻；（3）采样专用湿度传感器ksc-6