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研究生: 關玉蘋
Yu-Ping Kuan
論文名稱: 熱線式風速計線性化校正技術研究
Study of linear calibration technology for a Hot-wire anemometer
指導教授: 蔡明忠
Ming-Jong Tsai
口試委員: 林顯群
Sheam-Chyun Lin
吳明川
Ming-Chuan Wu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 52
中文關鍵詞: 風洞熱線式風速計數學模型熱敏電阻線性化校正
外文關鍵詞: wind tunnel, the hot wire anemometer, the mathematical model, thermal resistance, linearization correction
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  •   傳統檢驗熱線式風速計的人工校正過程中、需人工控制、記錄風速與計算等工作。因人工判定的標準不一、記錄的速度有限,造成產品的品管檢測因人而異,品質不穩定。本研究目的在建構一熱線式風速計(Hot-Wire Anemometers)線性化校正系統。包含PC端的人機介面(Human Machine Interface, HMI)、風洞、風速控制、自動量測、資料擷取、非線性校正模型建立。將風速計安裝實驗腔體風洞中,經PC控制風速。將熱敏電阻的電阻變化量轉換成電壓訊號,經DAQ卡採集後傳送到PC。完成原始訊號量測後,計算其非線性多項式數學模型係數,並將此數學模型係數寫入熱線式風速計處理器MSP430中,達到線性校正的目的。再次檢驗校正後的熱線式風速計品質之線性度,並且計算風速計的重複性、誤差百分比,輸出品管報表。
      實驗結果顯示自動化的校正與檢驗流程可節省時間,提高產品的精確度與穩定性。採用處理器做為內建校正曲線的平台,不僅可提高反應速率並且省去非線性誤差的影響。熱線式風速計前方的熱敏電阻因時間老化,也可經重新校驗改寫MSP430中的校正程式,不僅提高產品的壽命、更提高了產品的精確度與適用範圍。


     Traditional calibration procedures of an anemometer require a series of human works such as wind tunnel control, wind speed recording, and data analysis. Due to different human standards and limitation of recording speed, the product quality control varies from person to person, inconsistent quality. The purpose of this study is to construct a Hot-Wire anemometer linearization correction system. It contains a host PC with Human Machine Interface, a wind tunnel, a wind speed controller, an automatic data acquisition module, and nonlinear calibration model. The anemometer is installed in the wind tunnel, and the wind speed is controlled by the PC. The Hot-Wire anemometer's thermistor resistance change is converted into a voltage signal, and then sent to the PC by a DAQ card. After completion measurements of original signal, the nonlinear polynomial mathematical coefficients are automatically calculated, and then saved into the MSP430 in the Hot-Wire anemometer. Finally, the corrected Hot-Wire anemometer is verified for the linearity, the repeatability, error percentage, and the system outputs quality control reports.
     The experimental results show that it can save time by using automated calibration and testing process. The accuracy and stability of a product can be also improved. The processor-based platform with a built-in calibration curves, not only can increase the response speed but also eliminate the non-linear error. The MSP430 can be recalibrated due to the aging problem in Hot-Wire anemometer's thermal resistance. The longer product life, more accuracy and wider applications of the product can be expected.

    第一章 緒論 1.1 研究背景 1.2 研究動機與目的 1.3 研究方法 1.4 本文架構 第二章 文獻回顧與相關理論探討 2.1 熱線式風速計 2.1.1 探頭 2.1.2 電橋的基本設計 2.1.3 非線性校正方法 2.2 線性校正模型 2.3 數據採集與校正系統 第三章 實驗系統架構 3.1 實驗平台架構 3.2 系統硬體設計 3.2.1 待校正風速計 3.2.2 處理器MSP430 3.2.3 參考源 3.2.4 類比數位資料擷取卡 3.2.5 風洞 3.3 系統軟體設計 第四章 實驗與結果分析 4.1 實驗步驟 4.2 人機介面介紹 4.3 實驗方法介紹 4.3.1 風洞的穩定性 4.3.2 探棒安裝角度 4.3.3 穩定時間 4.3.4 曲線擬合 4.3.5 品管檢測 4.4 熱線式風速計自動校正檢測結果 第五章 結論與未來研究方向 5.1 結論 5.2 未來研究方向 參考文獻

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    無法下載圖示 全文公開日期 2017/07/30 (校內網路)
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