氧化锆氧量传感器在电厂锅炉测控系统中的设计与实现

测控系统课程设计是一份关于电厂锅炉炉烟含氧量分析系统的详细设计项目，旨在提升学生的理论知识应用能力和实践操作技能。设计的核心是利用热电偶温度传感器信号调理电路，结合氧化锆氧量传感器进行烟气含氧量的精确测量。设计目标是确保锅炉燃烧过程中的经济性，通过实时监测氧浓度，调整风量以维持最优的过剩空气系数。 课程设计的主要内容分为三大部分： 1. 总体设计：首先，设计者将氧化锆氧量传感器的输入信号与基准电压信号进行比较，产生0到111.4mV的差分信号，这部分由U1A完成。随后，这一信号通过同相比例放大器进行放大，将差分信号转换成标准的0到5V直流模拟电压，便于后续的A/D转换和单片机处理。 2. 硬件选型与原理设计：重点在于传感器的选型，选择了精度达到0.1%的氧化锆氧量传感器，测量范围覆盖0.1%到20.0%。设计者需考虑如何选择合适的元器件，以保证系统的抗干扰能力和稳定性。此外，设计还包括A/D转换器的选择，以及LED显示器用于直观显示氧浓度值。 3. 软件设计与通信功能：设计者需编写程序，处理来自传感器的数据，进行信号处理和计算，然后驱动LED显示氧浓度。同时，该系统需要具备与上位机（如LabVIEW、C++ Builder、VB等）的通信能力，以便将数据上传至监控系统，实现远程监控和控制。 在整个设计过程中，学生将学习和掌握理论知识在实际项目中的应用，包括系统设计原则、实施步骤、硬件选型决策、软件开发流程以及抗干扰和可靠性的考量。这不仅锻炼了他们的工程实践能力，也提升了他们解决实际问题的能力。通过完成这个课程设计，学生将深化理解电厂锅炉运行管理的重要性，并为今后在测控领域的工作打下坚实的基础。