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基于AVR单片机的真空度在线检测系统研究

作　者: 张江
导　师: 廖敏夫
学　校: 大连理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 真空灭弧室真空度耦合电容法在线检测 AVR单片机
分类号: TM561.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

真空断路器的核心部件是真空灭弧室,为了实现电流断开以及灭弧,真空灭弧室的压强应低于0.01Pa。真空度是真空灭弧室灭弧性能的决定因素之一,真空度的降低将严重影响真空断路器的开断能力,甚至导致开断完全失效。因此,在实际应用中就迫切需要采取对运行中的真空灭弧室的真空度的实时测量和记录工作。本文研究了目前国内外真空度检测的方法,分析了真空开关屏蔽罩的电位和灭弧室内的真空度的关系,在此基础上,本文应用耦合电容法的真空开关灭弧室真空度的在线检测方法,通过放置在屏蔽罩附近的耦合电容传感器来间接测试屏蔽罩电位变化,由屏蔽罩电位变化与真空度的对应关系即可推知真空灭弧室的真空度。本文提出的真空度在线检测系统使用AVR单片机系统进行电容传感器输出信号的采集和处理工作,丰富了真空度间接在线检测的方法和实际应用。本文设计了一套真空度在线检测的实验系统,其中包括了两个部分：一是能模拟真空灭弧室的工作环境并能够控制灭弧室真空度的实验平台；二是传感器探头和AVR单片机信号采集处理显示系统。在实验过程中对真空灭弧室进行抽真空操作,用单片机信号采集处理系统测量不同真空度条件下电容传感器输出的经过调理的电压信号,从而得到真空度标定数据和曲线,并且将标定曲线的对应数据送入AVR单片机进行存储。在进行真空度在线检测实验时,对电容传感器输出电压信号经过信号调理以后送入AVR单片机,经过单片机数据处理以后进行查表插值操作而得到真空度,从而完成真空度的在线检测。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 真空开关概述  9
  1.2 真空灭弧室的真空度  9-10
  1.3 国内外真空灭弧室真空度检测的研究现状  10-12
    1.3.1 真空灭弧室真空度的在线检测方法  10-12
    1.3.2 真空灭弧室真空度的离线检测方法  12
  1.4 真空灭弧室真空度在线检测的意义  12-13
  1.5 本文主要内容  13-15
2 本文提出的真空灭弧室真空度在线检测的原理  15-22
  2.1 灭弧室放电过程的理论分析  15-19
    2.1.1 灭弧室的放电原理  15-17
    2.1.2 灭弧室内部放电的粒子分析  17
    2.1.3 灭弧室内部放电的特性分析  17-19
  2.2 耦合电容法在线检测原理  19-21
  2.3 本章小结  21-22
3 在线检测系统的硬件实现  22-33
  3.1 硬件基本组成单元  22-23
  3.2 传感器的实现  23-24
  3.3 信号调理电路  24-25
    3.3.1 电压跟随器  24-25
    3.3.2 滤波电路的实现  25
  3.4 信号采集系统的实现  25-27
    3.4.1 MAX197硬件连接电路  26
    3.4.2 MAX197启动控制电路  26-27
  3.5 信号处理显示系统的实现  27-30
    3.5.1 单片机主控系统实现  27-28
    3.5.2 在线检测系统AVR主控系统硬件连接图  28-29
    3.5.3 液晶显示单元  29-30
  3.6 在线检测系统的软件设计  30-32
  3.7 本章小结  32-33
4 真空度在线检测系统的实验平台设计  33-38
  4.1 实验系统平台介绍  33-34
  4.2 实验系统平台组成  34-37
    4.2.1 真空校准实验系统  34-36
    4.2.2 高压交流电源系统  36-37
    4.2.3 真空度在线检测系统  37
  4.3 本章小结  37-38
5 真空度在线检测系统实验结果与现场安装  38-47
  5.1 准备工作  38
  5.2 传感器标定  38-43
    5.2.1 传感器的标定过程  38-42
    5.2.2 标定实验结果分析  42-43
  5.3 系统现场安装  43-46
    5.3.1 开关柜总体介绍  43-45
    5.3.2 系统现场安装  45-46
  5.4 本章小结  46-47
结论  47-48
参考文献  48-51
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  51-52
致谢  52-53

基于AVR单片机的真空度在线检测系统研究

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