智能型纸张平滑度测试仪053

随着社会经济文化的发展，印刷品已成为人们日常生活的必需品。它在文化传播，新闻报道，以及产品宣传等都起到了不可替代的作用。因此提高印刷品的质量具有重要的现实意义。纸张作为印刷品的主要原材料，它的性能如何直接决定了印刷品的质量。平滑度是评价纸张表面凹凸程度的重要技术指标，是表示纸张表面平整、光滑和均匀程度的物理量，纸张平滑度越好，印刷时纸面与印版间的接触也就越均匀和完整，版面(凸版)或橡皮布上的墨层转移也越充分，印刷品呈色效果也越好。因此如何评价纸张的平滑度在工程上就具有了重要的现实意义。

本文研制的智能型纸张平滑度测试仪是根据别克法设计的，它将计算机和仪器有机的结合在一起。该测试仪以89C51单片机为核心并外接压力传感装置和其它芯片的计算机系统。它包括多个功能模块电路，但它们都是在89C51单片机控制下进行工作的。各功能模块主要与CPU进行联系，其相互间联系相对较少，这样就降低了系统的复杂程度，同时也提高了工作效率。

为了适应现代生产及测试的要求，本论文研制的纸张平滑度测试仪的主要特点是：相对传统的模拟测试仪器更加准确，快速，体积更小，便于操作和维护，因此它能更好的完成纸张平滑度测试的工作。

 

 

关键词： 别克法 纸张平滑度 压力传感器 单片机89C51  单相交流电机

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abstract

With the development of the economy and culture, the presswork had been the necessity to the people .it can not be substituted in civilization- spread, news-reported, advertisement of product and so on. so it is important to improve the quality of the presswork .as the main materials of presswork, the capability of the paper determine the quality of the paper directly the smoothness degree of the paper is a very important factor to judge the concave and protrude of the paper .and it is also a physical factor show smooth, velvet and uniformity of the paper surface .the more smooth the paper is ,the more smooth and the integrity when the paper and the forme touch., and the printing ink will displace more fill in the forme or the mackintosh and the presswork will also be better .so how to evaluate the smooth of the paper has been very important .

The paper smooth analyzer is a production of organic combination of micro-computer and instrument by bekk .this analyzer is in core of AT89C51 and meet other chips and pressure sensor. it includes more function modules, which work under control of AT89C51 single chip machine .each module mainly make contact with CPU in order to reduce the complexity of the system .the analyzer adopts module construction to expand function.

This paper smooth analyzer suits the demand of modern production and test .Compared to the tradition analogy analyzer its main characteristic is more exactness, more swift, more light, convenient to operate and vindicate. so it will achieve the work of product and test better.

 

 

Key words: bekk smooth of paper   pressure sensor   AT89C51 

single-phase AC electromotor 

 

 

 

 

1 绪论…………………………………………………………………………… 4

2方案论证……………………………………………………………………… 5

3测试仪的整体设计…………………………………………………………… 6

4测试仪硬件电路的设计……………………………………………………… 8

4.1传感器的选择和设计………………………………………………………8

4.2信号的放大及滤波…………………………………………………………9

4.2.1信号的放大……………………………………………………………9

4.2.2信号的滤波…………………………………………………………10

4.3单片机接口的设计……………………………………………………………12

4.3.1 A/D转换器的设计………………………………………………………12

4.3.2显示器及驱动装置的设计………………………………………………13

4.3.3程序存储器的设计………………………………………………………15

4.3.4键盘的设计………………………………………………………………16

4.4单片机及其外围电路的设计…………………………………………………17

4.4.1单片机的选择……………………………………………………………17

4.4.2电源的设计………………………………………………………………18

4.4.3控制功率放大电路的设计………………………………………………18

4.4.3.1过零检测电路………………………………………………………18

4.4.3.2过零触发电路………………………………………………………19

4.4.3.3电磁阀及其驱动……………………………………………………20

5测试仪控制算法及应用软件的设计……………………………………………21

5.1控制算法的设计……………………………………………………………21

5.2应用软件的设计……………………………………………………………31

5.2.1数据采集程序的设计……………………………………………………31

5.2.2计时显示程序的设计……………………………………………………35

5.2.3键盘查询程序的设计……………………………………………………40

致谢…………………………………………………………………………………41

参考文献……………………………………………………………………………42

附录…………………………………………………………………………………43

 

 

 

 

1 绪论

随着社会经济文化的发展，印刷品已成为人们日常生活的必需品。它在文化传播，新闻报道，以及产品宣传等都起到了不可替代的作用。因此提高印刷品的质量具有重要的现实意义。通常我们经常用别克平滑度来表示纸张的平滑度。别克平滑度是评价纸张表面凹凸程度的技术指标，是表示纸张表面平整、光滑和均匀程度的物理量，即在一定的真空条件下，使一定容积的空气，从一定压力下的纸张测试样表面与光滑玻璃表面之间流过所需要的时间来衡量，其单位用秒表示。秒数越高纸张的平滑度越好。纸张平滑度越好，印刷时纸面与印版间的接触，也就越均匀和完整，版面(凸版)或橡皮布上的墨层转移也越充分，印刷品呈色效果也越好。反之，平滑度差的纸张，油墨转移不均匀，不充分，且纸面对墨量的渗透性强，呈色效果也就差，往往容易使印品墨色发花、发淡。因此对纸张的平滑度在工程中具有现实的意义，因此如何更好的测量纸张平滑度也成为造纸，包装，印刷等行业一项非常重要的指标，而如何提高计时的精度，减小测试仪器的体积使测试仪更加易于操作也成为历代工程技术人员努力追求的目标。

我国第一台纸张平滑度测试仪是20世纪60年代生产的手动式有汞平滑度测试仪；20世纪70年代末，造纸仪器厂研制出了电子式平滑度测试仪。电子式平滑度测试仪结构紧凑，采用了电子记时及数字显示等电子技术，提高了仪器的检测精度和操作的自动化程度，这是我国的第二代别克式平滑度测试仪；20世纪80年代初，又推出了国产第三代别克式平滑度测试仪，它在第二代电子式平滑度测试仪的基础上，采用了压力传感器技术，以传感器取代另外传统的别克平滑度测试仪的水银气压计从根本上解决了汞的问题。

从结构上讲，别克平滑度测试仪目前主要分为有汞和无汞两大类型。我国对别克式平滑度测试仪的研究及改进有20多年的历史。有汞测试仪的结构简单，直观。但汞有毒，汞的氧化，变脏及玻璃毛细管内的垃圾，粗糙，内径不一，均会导致汞柱的下降的速率不一，影响测试的准确性。故有汞型平滑度测试仪几乎已经被淘汰，电子式平滑度测试仪已经占据了大部分的市场份额。传统的电子式平滑度测试仪虽然较有汞式平滑度测试仪有了质的飞跃但由于采用了大量的模拟技术和器件使得测试仪的电路结构相对复杂，器件选用较多不便于生产加工，生产成本和周期也相对较长，在测量的过程中由于模拟电路的复杂也会使测量的结果受到较大的影响，随着单片机技术的发展，这一情况得到了根本的改变，由于单片机的计时功能，数据采集功能，以及数码管的驱动功能使得新一代的电子式平滑度测试仪的结构大为简化，计时更加准确，抗干扰能力更强，生产成本和生产周期也大为降低。本文就介绍了如何利用嵌入式计算机设计智能型纸张平滑度测试仪器。

    在智能型纸张平滑度测试仪的设计过程中完全可以全部采用模拟元器件来搭建完成，比如控制器可以选择各级的模拟运放电路3140等等来对整个仪器的运行加以控制，计时信号也完全可以采用555计时芯片外接其它各种模拟放大电路及数模转换电路并最终在七段数码管上对计时信号予以显示，实践证明这种方案是完全可行的。但这种方案在实际应用过程中因为选择的器件比较多所以显得结构十分复杂，制造工艺相对烦琐，制造成本也相对较高。而采用嵌入式计算机系统，比如核心控制器件选择51系列单片机不仅可以实现对整个仪器的工作过程加以控制，而且可以通过编程来实现软件计时，而单片机产生的计时信号也可以外接MC14系列ICM72系列使计时信号最终在七段数码管上予以显示。采用嵌入式计算机系统后结构大为简化，成本也相对降低，更重要的是计时精度更加准确，因而更加适合被现代化生产所采用。

 

    A/D转换器是将传感器所产生的模拟信号转变为单片机所能够接收的数字信号，在设计中A/D转换器有很多，比如AD0809，ICL7109,MAX118等等。在本设计中采用了5G14433作为A/D转换器它的优点在于能够分辨的最小电压很小所以使得测量值的精度更高，而且5G14433本身能够对输入的模拟信号的过量程和欠量程予以识别，能够自动的极性转换，自动的调零等等，在后续论文中有专门介绍，这里就不在过多的叙述。