基于S3C2410的恒溫式自動(dòng)量熱儀設(shè)計(jì)

0 引言
量熱儀是能測定固、液態(tài)物質(zhì)，如煤炭、火藥、粘度油、食品、飼料等可燃物質(zhì)熱值的儀器。傳統(tǒng)的量熱儀受客觀因素影響較大，本文設(shè)計(jì)自動(dòng)量熱儀可減少客觀因素的影響，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與實(shí)時(shí)處理，并使量熱儀具有網(wǎng)絡(luò)通信功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，并實(shí)現(xiàn)對量熱儀的遠(yuǎn)程控制。
近年來隨著嵌入式技術(shù)的不斷成熟，其成本也不斷下降，本身所具有的規(guī)?？勺?、擴(kuò)展靈活、有較高的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性、系統(tǒng)內(nèi)核小的優(yōu)點(diǎn)逐漸凸現(xiàn)出來。

1 基本原理
恒溫式量熱儀通過氧彈法測量熱值。通過放在氧彈中的物質(zhì)燃燒并使燃燒放出的熱量通過彈筒傳遞給水及儀器系統(tǒng)，再根據(jù)水溫的變化計(jì)算出物質(zhì)的發(fā)熱量。其測量的基本框圖如圖1所示。根據(jù)氧彈法測量的基本原理，發(fā)熱量計(jì)算公式如下：

式中：E為熱容量，單位：J／K；q1為點(diǎn)火熱，單位：J；q2為添加物如包紙等產(chǎn)生的總熱量，單位：J；m為試樣質(zhì)量，單位：g；Tc為主期結(jié)束時(shí)溫度，單位：℃；Tb為主期開始時(shí)溫度，單位：℃，C為冷卻校正值，單位：℃。

由上式可知，只要測量出水的溫度以及相關(guān)參數(shù)，就可以計(jì)算出煤樣的發(fā)熱量。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2．1 硬件設(shè)計(jì)
S3C2410與量熱儀各個(gè)部分的連接框圖如圖2所示，在硬件連接之后，需要對各個(gè)部分與S3C2410的端口進(jìn)行軟件驅(qū)動(dòng)。

2．1．1 ARM板選擇
本次設(shè)計(jì)選擇市場上使用較多，同時(shí)在結(jié)構(gòu)和資源上較為典型的S3C2410處理器，主要是基于以下原因：
(1)性價(jià)比高，使用的最廣泛。作為一款經(jīng)典的ARM9系列處理器，S3C2410的資料最完整，各種驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)包最多，利于開發(fā)者開發(fā)。
(2)采用核心板和底板分離的設(shè)計(jì)思想，用戶可以方便地使用Core-Board進(jìn)行二次開發(fā)。