TOP29【毕业设计】本科井下自动开关机电系统设计及温度检测电路设计.doc文档免费在线阅读

在该公司提供的产品中型的直流微电机符合所要求的标准，其基本参数为名义电压最大输出功率最大效率空载转速空载电流外型尺寸直径长度所选定的电机图如下电机的型号校核为使电机在理想状态下运行，以使电机使用寿命达到最长，故所需速度应高于名义电压下二分之空载转速，负载转矩则低于二分之堵转转矩，从产品的样本资料可知系列的参数符合以下标准所以电机符合标准。

电机减速箱的选取所需减速箱的基本参数为所需转矩转速暂截率外径长度有电机型号可知可供选择的减速箱的型号有相连，将温度传感器的信号传递给单片机进行处理。

关键词自动开关丝杠螺母温度检测开关部分包括电池微电机减速器传动轴承丝杠螺母和活塞杆。

通过传递转矩到丝杠螺母，丝杠螺母将转动转变为移动给活塞杆，从而达到开关的断开和闭合的状态。

温度监控系统则是通过数字温度传感器与耐高温单片机关动作，完成对层位的打开和关闭。

本文介绍了种油井井下自动开关能达到在生产状态下开关器求产找水和堵水方法和井下温度监控。

该方法在找水求产和堵水的层段放置微电机控制开关器和个温度监控系统。

井下自动摘要为了克服现有开关器在现场使用存在的不足，现设计种新型井下智能开关器，该开关器不仅能配合趟管柱完成分层找水堵水生产过程，而且通过地面注水打压灵活实现井下开参考文献附录鸣谢系统硬件设计数据采集系统软件设计减速箱的选取管道壁厚的选取温度检测电路设计机的选取电机的型号选取电机的型号校核择联轴器的类型选取联轴器尺寸和标准选取电轴的材料选取各轴段直径确定各轴段长度联轴器的选设计轴的整体要求轴上零件定位和固定各轴段的直径和长度的确定螺牙强度校核稳定性校核传动轴的结构设计丝杠螺母的校核耐磨性校核螺杆强度校核选取初选螺旋传动的类型选取丝杠螺母的尺寸的选取选取初选螺旋传动的类型选取丝杠螺母的尺寸的选取丝杠螺母的校核耐磨性校核螺杆强度校核螺牙强度校核稳定性校核传动轴的结构设计设计轴的整体要求轴上零件定位和固定各轴段的直径和长度的确定轴的材料选取各轴段直径确定各轴段长度联轴器的选择联轴器的类型选取联轴器尺寸和标准选取电机的选取电机的型号选取电机的型号校核减速箱的选取管道壁厚的选取温度检测电路设计系统硬件设计数据采集系统软件设计参考文献附录鸣谢摘要为了克服现有开关器在现场使用存在的不足，现设计种新型井下智能开关器，该开关器不仅能配合趟管柱完成分层找水堵水生产过程，而且通过地面注水打压灵活实现井下开关动作，完成对层位的打开和关闭。

本文介绍了种油井井下自动开关能达到在生产状态下开关器求产找水和堵水方法和井下温度监控。

该方法在找水求产和堵水的层段放置微电机控制开关器和个温度监控系统。

井下自动开关部分包括电池微电机减速器传动轴承丝杠螺母和活塞杆。

通过传递转矩到丝杠螺母，丝杠螺母将转动转变为移动给活塞杆，从而达到开关的断开和闭合的状态。

温度监控系统则是通过数字温度传感器与耐高温单片机相连，将温度传感器的信号传递给单片机进行处理。

关键词自动开关丝杠螺母温度检测能力，后类除有补偿性能外还具有缓冲和减振作用，但在传递转矩的能力上，因受弹性元件的强度限制，般不及无弹性元件联轴器。

带弹性元件联轴器中按弹性元件的材质不同，又可再分为金属弹性元件和非金属弹性元件，金属弹性元件的主要特点是强度搞传递转矩能力大使用寿命长不易变质且性能稳定。

非金属弹性元件的优点是制造方便，易获得各种结构形状，且具有较高的阻尼性能。

考虑到现有工作情况和尺寸要求，现选用滑块联轴器。

联轴器尺寸和标准选取联轴器计算转矩式中，工作情况系数，考虑到动载荷及过载选取联轴器工作情况系数，所以联轴器计算转矩查机械设计手册第三卷表滑块联轴器的基本参数和主要尺寸，选取型号为的滑块联轴器。

电机的选取电机的型号选取所选的直流微电机的所需的基本数据如下输出转矩转速暂截率最高电源电压最大电源电流允许减速箱的最大安装空间外径长度电机所需的功率综合比较现选用电机，在由该公司所提供的产品中预选款电机，其输出功率应为计算值的倍道倍，名义电压应等于或高于源电压，同时，所选电机外型尺寸不能超过允许安装空间，即，。

在该公司提供的产品中型的直流微电机符合所要求的标准，其基本参数为名义电压最大输出功率最大效率空载转速空载电流外型尺寸直径长度所选定的电机图如下电机的型号校核为使电机在理想状态下运行，以使电机使用寿命达到最长，故所需速度应高于名义电压下二分之空载转速，负载转矩则低于二分之堵转转矩，从产品的样本资料可知系列的参数符合以下标准所以电机符合标准。

电机减速箱的选取所需减速箱的基本参数为所需转矩转速暂截率外径长度有电机型号可知可供选择的减速箱的型号有，经比较且符合其尺寸要求的减速箱的型号为系列减速箱理论减速比故选取标准减速比为，电机代码为，其不带电机的长度为，直径符合尺寸标准，故选取减速箱的型号为。

电机与减速箱图如下管道壁厚的选取管道所给材料为，查机械设计手册第二卷表常用钢管许用应力查得该材料许用应力为，所给定的工作压力管子表号故查表可知选取精度等级为，查表可知壁厚为温度检测电路设计系统硬件设计单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。

为了适应在油井下恶劣的工作环境中检测温度，为此本人设计了基于的温度测量系统。

主要特性如下高性能低功耗的位微处理器先进的结构条指令大多数可以在个时钟周期内完成通用工作寄存器外设控制寄存器全静态工作工作于时性能高达只需两个时钟周期的硬件乘法器非易失性的程序和数据存储器字节的系统内可编程寿命，次写擦除周期具有锁定位可选择的启动代码区通过片内的启动程序实现系统内编程真正的读修改写操作字节的寿命，次写擦除周期字节的内部多达字节的优化的外部存储器空间可以对锁定位进行编程以实现软件加密可以通过实现系统内编程接口与标准兼容遵循标准的边界扫描功能支持扩展的片内调试通过接口实现对熔丝位和锁定位的编程外设特点两个具有的预分频器和比较器功能的位定时器计数器两个具有预分频器比较功能和捕捉功能的位定时器计数器具有预分频器的实时时钟计数器两路位路分辨率可编程到位的输出比较调制器路位个单端通道个差分通道个具有可编程增益或的差分通道面向字节的两线接口两个可编程的串行可工作于主机从机模式的串行接口具有片内振荡器的可编程看门狗定时器片内模拟比较器特殊的处理器特点上电复位以及可编程的掉电检测片内经过标定的振荡器片内片外中断源种睡眠模式空闲模式噪声抑制模式省电模式掉电模式模式以及扩展的模式可以通过软件进行选择的时钟频率通过熔丝位可以选择兼容模式全局上拉禁止功能和封装个可编程口线引脚与引脚封装工作电压速度等级这是种低成本的利用单片机多余口实现的温度检测电路，该电路非常简单，易于实现，并且适用于几乎所有类型的单片系统硬件设计图如下图系统硬件图数据采集数据采集单片机数据采集电路如图所示，由温度传感器采集被控对象的实时温度，提供给的口作为数据输入。

在本次设计中我们所控的对象为所处室温。

当然作为改进我们可以把传感器与电路板分离，由数据线相连进行通讯，便于测量多种对象。

是公司生产的线式数字温度传感器，具有引脚小体积封装形式温度测量范围为，可编程为位位转换精度，测温分辨率可达，被测温度用符号扩展的位数字量方式串行输出，支持的电压范围，使系统设计更灵活方便其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生多个可以并联到根或根线上，只需根端口线就能与诸多通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

以上特点使非常适用于远距离多点温度检测系统。

分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在中，掉电后依然保存。

使电压特性有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。

如图所示的脚为数字信号输入输出端脚为电源地脚为外接供电电源输入端。

图单片机与温度传感器的连接图系统软件设计开始图系统程序流程系统的程序流程图如图所示，的线工作协议流程是初始化操作指令存储器操作指令数据传输。

其工作时序包括初始化时序写时序和读时序。

故主机控制完成温度转换必须经过三个步骤每次读写之前都要对进行复位，复位成功后发送条指令，最后发送指令，这样才能对进行预定的操作。

复位要求主将数据线下拉微秒，然后释放，收到信号后等待微秒左右，后发出微秒的存在低脉冲，主收到此信号表示复位成功。

程序主要函数部分如下初始化函数读个字节函数给脉冲信号给脉冲信号写个字节函数初始化启动读温度计算温度读取温度并计算函数跳过读序号列号的操作启动温度转换跳过读序号列号的操作读取温度寄存器等共可读个寄存器前两个就是温度