本次设计主要设计一种新型的沥青软化点测试仪，它在多方面较以前的软化点测试仪都有改进之处。设计方法仍是以国家标准GB/T4507-84《石油沥青软化点测定法》为依据，采取了传统的环与球法，采用水浴加热升温，在设计的过程中，更加注重了设计的模块化。整个设计主要有以下几个大的模块：温度检测模块（包括铂电阻测温，信号调理和压频转换三部分），光电检测模块，人机接口模块（键盘和显示器部分），PID温度控制模块，电机控制模块。该测试仪是以AT89C52单片机为控制核心，采用多基准源实时自校正技术进行测温，通过对来自多基准源信息的智能化数据处理,将测量系统的整体精度提高问题转换为基准源的精度提高问题,解决了传统基于电桥测量原理铂电阻测温的局限性。PID温度控制部分，采用微分先行和积分分离的控制方式来实现对温度上升的控制，克服由于设定值的改变对系统产生的影响。

本文测试方法及条件

1. 对烧杯内的水或甘油加热温度应该保持每分钟上升5±0.5℃，因此需要采用恒定功率控制加热器；

2. 沥青软化点不高于80℃的试样用水作为加热媒体，高于80℃的试样用甘油作为加热媒体，因此需要对两种加热媒体的加热情况进行区分；

3. 加热前，水温需要保持在5±0.5℃或甘油温度保持在32±1℃，且恒温15分钟；

4. 为自动检测试样受热下坠达到25.4mm，需要采用光电技术检测沥青软化点，以消除人眼观测误差。

本文设计采用水浴法，根据上述四个方面的要求，采用单片机作为核心器件组成沥青软化点自动检测装置，这样可以使沥青软件点的自动检测达到“智能”化[6]。

设计要求

当前的沥青软化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。本次设计的任务是设计一种新型的沥青软化点测试仪，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，使温度能以恒定的速度上升。

方案设计

根据上述的方案分析，对系统的结构做出总体的规划，系统结构框图如图2.1所示，主要分为以下几个模块：中央处理单元即单片机AT89C52、温度检测模块（即图中的两个精密电阻和温度传感器Pt100，信号调理电路，压频转换电路），它的功能是利用温度传感器来检测温度信号并将温度信号转换为电阻值信号，恒流源LM334输出1mA的恒定电流，经过电阻之后转化为电压值，经信号调理电路将电压值放大以满足压频转换元件LM331的输入电压要求，再由LM331将电压信号转换为频率信号；光电检测电路（包括光电开关和电压比较器），它是用来检测沥青受热到什么时候下降至25.4mm，以确定何时的温度为软化点温度，并将检测到的信号送单片机处理；温度控制模块（固态继电器电路），人机接口模块（包括液晶显示器LCD和键盘）。