本次设计主要设计一种沥青质量指标测试仪，即沥青脆点测试仪。在研究原有石油沥青脆点设备的基础上，进行系统的总体设计，将系统分为温度测量电路、温度控制电路、人机接口电路、电机控制电路、打印机电路五个部分，选择合适的电子元器件，绘制系统原理图与PCB图，并制版。采用调度和模块化的设计思想，运用单片机的C语言进行软件编写。深入研究各种温度测量方法，选择测量精度高，稳定性好的多基准源实时自校正技术进行温度测量。

设计任务

当前的沥青脆点测量仪器普遍存在着不能控制恒定的升温速度和不能精确测量下沉规定距离等缺陷，给工程设计、施工和监理带来了很多的困难。本次设计的任务是设计一种新型的沥青脆点测试仪，它能够准确的测量温度，并通过液晶显示器显示，同时利用PID控制算法控制沥青加热温度的上升，是温度能以恒定的升温速度上升。

本此设计的沥青脆点测试仪的主要性能指标如下：

1、温度的测量与控制和电机的转动采用一个单片机控制完成。

2、测温范围为 -50℃～50℃，精度为0.1℃。

3、温度从0℃作用开始以1℃/min的速度下降。

4、电机在预定脆点前10℃开始转动，每分钟一个从上限位到下限位，再回到上限位的而周期，并要求在到达下限位后停顿2s。

5、实验结束后，打印脆点温度等信息。

论文总结

本次设计的沥青脆点测试仪较传统的沥青脆点测试仪有自己的创新点，也有不小的改进,主要有一下两点:

1、在铂电阻测温处，传统的设计方法使用的测量电路大多是基于不平衡电桥, 其测量精度较低,缺点很多: (1) 提供电桥基准电压的漂移; (2) 电桥测量原理本身具有非线性; (3) 引线电阻所带来的误差。

2、在温度控制方面，过去通常用采用位式控制或连续的PD控制，一般控制质量不高，如超调量大、稳定时间长等。为提高温度的控制质量，本次设计以单片机为核心，通过数据采集，利用C语言编程，采用微分先行和积分分离的算法实现对温度的控制，这样可以克服由于设定值的改变对系统产生的影响，设计用到的微分先行的控制方式，即只对被控变量进行微分作用。另外，由于温度对象的时间常数较大，系统的稳定时间相对较长，当控制器的偏差时间存在时，由于积分作用的存在常常会出现积分饱和的现象。设计中用到的积分分离法，可以有效防止积分饱和对控制温度产生的不利影响，即偏差较大时，不进行积分，仅当偏差的绝对值小于某一预定值，才进行积分运算，这样既防止了偏差大时有过大的控制规律，又避免了积分饱和现象。