基于PT100的温度测量系统设计
基于PT100温度监测的设计

温度监测的设计电信科技08-2 韦一、课程设计内容(1)实时检测温度—50°C—180°C环境温度范围:室温—20°C—60°C;测量精度:2.5%±1字;(2)用LCD1602显示其温度(小数点保留两位);(3)将温度上传到上位PC机显示。
二、系统方案2.1基本原理根据检测温度范围的要求,本设计采用铂热敏电阻PT100作为温度传感器,温度测量范围在-200~850之内。
热敏电阻的电阻值随着环境温度的变化而变化,其电阻值与环境温度有某种关系。
本设计使用的电阻——温度的关系如下:在负温区(-200~0°C)范围:Rt=R0(1+At+Bt^2+C(t-100)T^2)在正温区(0~850°C)范围内:Rt=R0(1+At+Bt^2)式中:Rt——温度t时刻铂热敏电阻的电阻值;R0——温度0°C的铂热敏电阻的电阻值;t——介质的温度;A、B、C——有关的常数,其值如下:A=3.90502*10^-3B= -5.80195*e-7C=-4.2735*e-12铂热敏电阻的允许误差如下:电阻——温度的关系如下表:利用电桥平衡原理,已知另外三个电阻的阻值和电桥的供电电压,再测出电的桥两端的电压差,就可计算出连入电桥中的铂热敏电阻的电阻值。
电桥两端电压差通过放大电路后,经过A/D转换,利用单片机读取A/D的数据,便可得到放大后的电压值,通过放大电路输入和输出的关系,可得到电桥两端的电压差,这样就可计算出铂热敏电阻的电阻值。
通过铂热敏电阻阻值与环境温度有某种关系,可将电阻值转换为温度,这一系列的计算,可由单片机完成,最后将温度值送到显示电路显示,或者作为后期的数据处理。
2.2原理框图如图2.2所示:含有铂热敏电阻PT100的电桥放大电路A/D转换器单片机显示部分送到PC机图2.2三、硬件电路原理图(1)电桥和放大电路部分如图3.1所示,U7是TL431稳压管,为电桥提供稳定的电压,供电电压为+5V,由直流激励源U7(k)提供。
基于PT100温度监测的设计

温度监测的设计电信科技08-2 韦一、课程设计内容(1)实时检测温度—50°C—180°C环境温度范围:室温—20°C—60°C;测量精度:2.5%±1字;(2)用LCD1602显示其温度(小数点保留两位);(3)将温度上传到上位PC机显示。
二、系统方案2.1基本原理根据检测温度范围的要求,本设计采用铂热敏电阻PT100作为温度传感器,温度测量范围在-200~850之内。
热敏电阻的电阻值随着环境温度的变化而变化,其电阻值与环境温度有某种关系。
本设计使用的电阻——温度的关系如下:在负温区(-200~0°C)范围:Rt=R0(1+At+Bt^2+C(t-100)T^2)在正温区(0~850°C)范围内:Rt=R0(1+At+Bt^2)式中:Rt——温度t时刻铂热敏电阻的电阻值;R0——温度0°C的铂热敏电阻的电阻值;t——介质的温度;A、B、C——有关的常数,其值如下:A=3.90502*10^-3B= -5.80195*e-7C=-4.2735*e-12铂热敏电阻的允许误差如下:电阻——温度的关系如下表:利用电桥平衡原理,已知另外三个电阻的阻值和电桥的供电电压,再测出电的桥两端的电压差,就可计算出连入电桥中的铂热敏电阻的电阻值。
电桥两端电压差通过放大电路后,经过A/D转换,利用单片机读取A/D的数据,便可得到放大后的电压值,通过放大电路输入和输出的关系,可得到电桥两端的电压差,这样就可计算出铂热敏电阻的电阻值。
通过铂热敏电阻阻值与环境温度有某种关系,可将电阻值转换为温度,这一系列的计算,可由单片机完成,最后将温度值送到显示电路显示,或者作为后期的数据处理。
2.2原理框图如图2.2所示:图2.2三、硬件电路原理图(1)电桥和放大电路部分如图3.1所示,U7是TL431稳压管,为电桥提供稳定的电压,供电电压为+5V,由直流激励源U7(k)提供。
毕业设计-基于PT100热电阻温度传感器和AT89C51单片机的温度检测系统设计

摘要本课题本系统采用PT100热电阻温度传感器和单片机组成可靠性高、功耗低的温度检测系统。
以AT89C51单片机系统为核心,对单点的温度进行实时检测。
采用模拟温度传感器PT100对温度进行检测;采用串型模数转换器ADC0809进行A/D转换把温度信号调解转换为电压信号与AT89C51单片机接口设置LED八段数码管实时显示温度值。
本设计包括温度传感器、A/D转换模块、数据传输模块、温度显示模块四个部分。
关键词:单片机,PT100热电阻,ADC0809,温度检测The design of Single Chip MicrocomputerTemperature Detection SystemBased on the Resistive Thermal Detector of PT100AbstractThis article AT89C51 monolithic integrated circuit which produces by ATMEL Corporation is the core, can inspect a single point of the temperature in real time. The adoption of the serial A/D for temperature signals into voltage signal mediation AT89C51 Single-Ship Compute interfaces with the eighth LED digital display of real-time temperature. The design includes four parts of the temperature sensor and the A / D converter module and the data transmission modules and the temperature display module. Each part functions and the process was described in the Paper in detail.Key words:Single-Ship Computer; Resistive Thermal Detector of PT100; ADC0809; Measure-temperature目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 方案论证 (2)1.2.1 单片机选型 (2)1.2.2 模数转换器选型 (3)1.2.3 显示方案确定 (3)2 硬件设计 (4)2.1 温度信号的获取与放大 (4)2.1.1 元件介绍 (4)2.1.2 放大电路设计 (4)2.2 模数转换单元 (5)2.2.1 8位串行A/D转换器ADC0809 (5)2.2.2 模数转换单元电路的设计 (7)2.3 键盘电路的设计 (8)2.4 LED显示电路的设计 (8)2.4.1 LED数码管原理 (9)2.4.2 LED数码管编码方式 (9)2.4.3 LED数码管显示方式和典型应用 (10)2.4.4 LED数码管的原理图 (11)2.5 声光报警电路 (12)2.6 单片机接口电路 (13)2.6.1单片机的时钟电路 (13)2.6.2复位电路和复位状态 (13)3 软件设计 (16)3.1 程序设计语言的选用 (16)3.2 软件程序的设计 (16)3.2.1 程序流程 (16)3.2.2 键盘管理 (17)3.2.3 LED显示 (18)3.2.4 模拟量的采集与处理 (18)3.3源程序 (22)4 抗干扰设计 (29)4.1 用于单片机系统的干扰抑制元件 (29)4.2 提高单片机系统抗干扰能力的主要手段 (29)5 结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)论文原创性声明 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
PT100的温度显示仪表系统设计

数据采集技术--基于PT100的温度显示仪表系统设计姓名:王群杰班级:数媒1002班学号:0305100212指导老师:陈伟琦日期:2013. 06基于Pt100铂热电阻的简易温度测量器要求:1.设计一个pt -100温度显示仪表,要求测量范围-20度到600度;2.概述:功能性框图,实现的原理3.介绍系统的构成,画出原理图4.编辑完整软件的流程图5.总结,简述遇到的困难,解决困难.一. 概述:本电路通过电源模块给温度感应模块提供一个稳定的电源使其正常工作。
通过隔离网保证电源模块和温度感应模块的工作不受后置模块的影响。
再将温度感应模块产生的信号通过信号放大模块放大,最后将放大的信号送到加减运算放大模块,得到一个设定好的电压值。
原理: 本电路是基于热敏电阻Pt100的温度检测电路.Pt100的电阻值会随着温度的变化而变化,故电源模块可设计一个横流源电路使得通过Pt100的电流恒定不变.这时当温度变化时Pt100的阻值发生变化,电压也就能发生相应的线性变化。
只要通过对Pt100两端的电压进行处理就能测得外界环境的温度。
二.系统的构成系统的构成1.电源模块: 本电路中恒流源电路是基于TL431稳压集成电路设计的高精度恒流源,电路图如图所示。
当TL431两端接上电压后其参考极将输出稳定的2.5V 的电压,但是TL431的阴极和阳极不能直接接在电压上所以需要串上一个电阻进行分压。
本电路中使其串上500Ω的电阻。
当TL431的参考极和地端之间接上一个电阻时该之路的电流就是一个恒定的电流。
这时再如图中所示接上一个处于放大区的三级管使其发射极和集极的电流近乎相等。
这时通过连接在集极的Pt100热敏电阻的电流就是恒定值。
由于通过Pt100的电流需要在1~1.5mA 内,以及为了计算的方便,在本电路中理想情况下我们要使通过Pt100的电流约为1mA 。
恒流源电路2.隔离网络模块: 为了使后面的模块不影响电源模块和温度感应模块的正常工作需要将后面的模块和这两个模块隔离开来.隔离网络设计该方案能将电源模块和温度感应模块和后面的模块隔离开来,减小误差。
基于PT100的温度测控系统的设计与仿真

基于PT100的温度测控系统的设计与仿真王青【摘要】温度测控在现代工业生产过程中起着非常关键的作用,也是设备按照预定的方案正常运行的必要条件;针对目前工业设备温度控制系统电路稳定性差、精度低、实时显示效果差等缺点,设计了基于PT100的温度测控系统;该系统采用电桥对PT100传感器输出的电信号进行采样;采用LM741设计差分放大电路消除线路阻抗引起的测量偏差;采用ADC0808逐次逼近法消除温控系统的非线性误差;采用STC高性能单片机作为主控芯片进行数据处理、并能够实时显示温度数值和具有设定上下限的功能,最后通过继电器实现对被控对象通断进行控制;系统通过Proteus软件仿真运行验证了电路设计的合理性、温度显示数据的高精度和系统正常运行的鲁棒性.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2019(027)009【总页数】5页(P47-50,56)【关键词】PT100;温度;Proteus仿真【作者】王青【作者单位】南通理工学院电气与能源工程学院,江苏南通226002【正文语种】中文【中图分类】TP230 引言温度是表征物体冷热程度的物理量,它可以通过物体随温度变化的某些特性(如电阻、电压变化等特性)来间接测量,通过研究发现金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的稳定性,利用铂的这种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器[1]。
金属铂电阻温度传感器精度高、稳定性好,在工业测量方面有广泛的应用。
1 PT100测温工作原理通常所说的PT100是指铂电阻温度传感器在0 ℃时对应的电阻值为100 Ω,电阻变化率为0.385 1 Ω/ ℃,PT100的分度表如表1所示。
根据电阻值和摄氏温度的具体关系,可以推算出变化电阻对应的温度值。
由于PT100是中低温区(-200~650 ℃)最常用的一种温度传感器,故环境温度下具体的电阻取值关系为。
RPT=R0[1+AT+BT2+C(T-100)T3](1)式(1)中R0为摄氏温度在0 ℃时金属铂电阻温度传感器对应的阻值,T为实时环境温度值,ABC分别表示系数值A=3.908*10-3;B=-5.775*10-7;C=-4.183*10-12,RPT为实时环境温度T对应PT100的电阻值[2]。
基于PT100的数字温度计的设计

1 引言
在工农业生产中,温度检测及其控制占有举足轻重的地位,随着现代信息 技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现 ,能够独立工作的温度检测和显示 系统已经应用于诸多领域。 要达到较高的测量精度需要很好的解决引线误差补偿 问题、 多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差等问题,使温度检测复杂 化。模拟信号在长距离传输过程中,抗电磁干扰时令设计者伤脑筋的问题,对于 多点温度检测的场合,各被检测点到监测装置之间引线距离往往不同,此外,各 感元件参数的不一致,这些都是造成误差的原因,并且难以完全清除。 单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,成为 自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件, 尤其在日常生活中也发挥 越来越大的作用。采用单片机对温度采集进行控制,不仅具有控制方便、组态简 单和灵活性大等优点, 而且可以大幅度提高被控数据的技术指标,从而能够大大 提高产品的质量和数量。 由于科学技术的飞速发展, 特别是微电子加工技术,计算机技术及信息处理 技术的发展, 人们对信息资源的需求日益增长,作为提供信息的传感技术及传感 器愈来愈引起人们的重视, 而综合各种技术的传感器技术也进入到一个飞速的发 展阶段。要及时正确地获取各种信息,解决工程、生产及科研中遇到的各种具体 的检查问题, 就必须合理选择和善于应用各种传感器及传感技术。如最简单的温 度的测量,有热电偶、光纤温度传感器等等。但是,热电阻是开发早、种类多、 发展较成熟的感元器。 热电阻由半导体陶瓷材料组成,利用的原理是温度引起电 阻变化。热电阻器是感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热电阻器 和负温度系数热电阻器。 热电阻器的典型特点是对温度感,不同的温度下表现出 不同的电阻值。 正温度系数热电阻器在温度越高时电阻值越大,负温度系数热电 阻器在温度越高时电阻值越低, 它们同属于半导体器件。随着半导体技术的不断 发展,热电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。他具有体积小、灵度高、 重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点,最重要的是作为温度传感器的 热电阻的灵度非常高,这是其他测温传感器所不能比拟的。
基于PT100的温度测量系统设计-毕业论文

开题信息摘要根据要求设计一个基于STC12C5A60S2单片机处理,PT100为传感器的温度测量系统。
在本设计中,是以铂电阻PT100作为温度传感器,采用恒流测温的方法,通过单片机进行控制,以LM358作为信号放大,用ADC0832进行温度信号转换。
利用3位共阳数码管作为温度显示。
采用了两线制铂电阻温度测量电路,通过对电路的设计,减小了测量电路及PT100自身的误差,使温控精度在0℃~100℃范围内分辨率为1℃。
本设计简单实用,具有外围电路简洁,可靠性高等优点。
主要由电源电路,单片机复位电路,单片机晶振电路,,ADC0832转换电路,铂电阻PT100及3位共阳数码管组成系统,编写了相应的软件程序,使其实现温度的实时显示。
该系统的特点是:使用简便;测量精确、稳定、可靠;测量范围大;使用对象广.目录1 设计要求1.1任务要求2 系统方案设计2。
1总系统方案2.1.1电源系统2.1.2温度检测与处理2。
1。
3模数转换2.1.4温度显示2。
1。
5信号放大部分2。
2系统方案图3 硬件设计3。
1温度检测模块的设计3。
1.1PT100温度传感器简介3.1。
2温度检测及信号处理电路3.2模数转换3.2.1 ADC0809简介3.2.2模数转换电路图3.3 3位共阳数码管的显示电路的设计3。
3。
1 LED数码管编码3.3。
2 LED数码管显示方式选择4 软件设计4。
1程序设计语言的选用4.2软件程序的设计4.2。
1总体程序流程4。
2。
2温度信号采集处理 125 系统调试结论参考文献附录A系统总电路图附录B元件清单附录C系统源程序1 设计要求1。
1任务要求单片机实现测量温度检测范围0~100 °C,分辨率1°C。
硬件要求;采用的温度传感器为PT100,单片机STC12C5A60S22 系统方案设计2.1总系统方案该设计由四部分组成:电源系统,温度检测与处理,模数转换,温度显示。
测温的模拟电路是把当前PT100热电阻传感器的电阻值,转换为容易测量的电压值,经过放大器放大信号后送给A/D转换器把模拟电压转为数字信号后传给单片机STC12C5A60S2,单片机再根据公式换算把测量得的温度传感器的电阻值转换为温度值,并将数据送出到数码管进行显示。
基于某STM32的PT100温度测量

基于STM32的PT100温度测量目录一、前言1二、系统描述12.1 综述12.2系统框图12.3 功能实现1三、硬件设计23.1 STM32 微控制器23.2 PT100温度传感器电路33.31602液晶屏4四、软件设计44.1ADC程序44.21602LCD显示程序54.3主程序5五、性能测试5六、课程设计心得6参考文献6附录1:系统实物图7附录2:系统主要程序7一、前言Cortex-M3 是 ARM 公司为要求高性(1.25DhrystoneMIPS/MHz)、低本钱、低功耗的嵌入式应用专门设计的内核。
STM32 系列产品得益于 Cortex-M3 在架构上进展的多项改良,包括提升性能的同时又提高了代码密度的 Thumb-2 指令集和大幅度提高中断响应的紧耦合嵌套向量中断控制器,所有新功能都同时具有业界最优的功耗水平。
本系统是基于 Cortex-M3 内核的 STM32 微控制器与PT100温度传感器的温度测量,在硬件方面主要有最小系统板、1602LCD 液晶屏以与PT100温度传感电路,在软件方面主要有 1602LCD液晶屏的驱动,ADC功能的驱动,与滤波算法设计。
整个设计过程包括电子系统的设计技术与调试技术,包括需求分析,原理图的绘制,器件采购,安装,焊接,硬件调试,软件模块编写,软件模块测试,系统整体测试等整个开发调试过程。
二、系统描述本系统是基于 STM32微控制器所设计的多功能画板,该画板具有根本的绘画功能与画布颜色的选择,触摸屏校正等功能。
整个系统模块分为三个模块:ALIENTEK MiniSTM32开发板、液晶显示。
MiniSTM32开发板是ALIENTEK开发的是一款迷你型的开发板,小巧而不小气,简约而不简单。
上面有芯片工作需要的资源,时钟控制电路、复位电路、JTAG 控制口以与与外围电路相连的接口。
液晶屏采用的是1602LCD液晶屏。
2.2 系统框图本设计采用 STM32F103RBT6 作为微控制器,其外围硬件模块主要包括电源模块﹑微处理器模块﹑按键与JAIG等。
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摘要本文首先简要介绍了铂电阻PT100的特性以及测温的方法,在此基础上阐述了基于PT100的温度测量系统设计。
在本设计中,是以铂电阻PT100作为温度传感器,采用恒流测温的方法,通过单片机进行控制,用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。
另外,还设计了时钟电路模块,能实现对温度的实时测量。
本设计采用了两线制铂电阻温度测量电路,通过对电路的设计,减小了测量电路及PT100自身的误差,使温控精度在0℃~100℃范围内达到±0.1℃。
本文采用AT89S51单片机,TLC2543 A/D转换器,DS1302时钟芯片,AD620放大器,铂电阻PT100及6位数码管组成系统,编写了相应的软件程序,使其实现温度的实时显示。
该系统的特点是:使用简便;测量精确、稳定、可靠;测量范围大;使用对象广。
关键词:PT100 单片机温度测量DS1302AbstractThis article briefly describes the characteristics of PT100 platinum resistance and temperature measurement method, on the basis it describes the design of temperature measurement system based on PT100. In this design, it is use a PT100 platinum resistance as temperature sensor, in order to acquisition the temperature signal, it use of constant-current temperature measurement method and use single-chip control, Amplifier, A / D converter. In addition, it designs a clock circuit modules to achieve real-time measurement of temperature.It can still improve the perform used two-wire temperature circuit and reduce the measurement eror. The temperature precision is reached ±0.1℃between 0℃~100℃.The system contains SCM(AT89S51), analog to digital convert department (TLC2543), DS1302 chip, AD620 amplifier, PT100 platinum, LED Digital tube with six, write the corresponding software program to achieve real-time temperature display. The system is simple , accurate , stable and wide range.Keywords:PT100 SCM Temperature Measures DS1302目录前言 (1)第一章方案设计与论证 (2)第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 (3)第三节系统的工作原理 (3)第四节系统框图 (4)第二章硬件设计 (5)第一节PT100传感器特性和测温原理 (5)第二节信号调理电路 (6)第三节恒流源电路的设计 (6)第四节放大电路的设计 (7)第五节A/D转换器的选择与设计电路 (9)第六节DS1302时钟电路设计 (12)第七节单片机控制电路 (14)第八节按键和显示电路 (14)第三章软件设计........................................................................ 错误!未定义书签。
第一节系统软件设计说明 (16)第二节软件的有关算法 (16)第三节软件的流程图 (17)第四节部分设计模块 (19)第四章电路仿真的设计与分析 (24)第一节Proteus仿真软件介绍 (24)第二节电路仿真设计 (24)第三节仿真分析 (26)结论 (27)参考文献 (28)附录A (29)附录B: (30)致谢 (31)前言随着科技的发展和“信息时代”的到来,作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。
因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。
因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信与信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。
另一方面,传感器的被测信号来自于各个应用领域,每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。
温度传感器是其中重要的一类传感器。
其发展速度之快,以及其应用之广,并且还有很大潜力。
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本文利用单片机结合温度传感器技术而开发设计了这一温度测量系统。
文中将传感器理论与单片机实际应用有机结合,详细地讲述了利用热电阻作为温度传感器来测量实时的温度,以及实现热电转换的原理过程。
本设计应用性比较强,设计系统可以作为温度测量显示系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、生产温度监控系统等等。
本课题主要任务是完成环境温度检测并显示温度和实时的时间。
设计后的系统具有操作方便,控制灵活移植性强等优点。
本设计系统包括温度传感器,信号放大电路,A/D转换模块,时钟模块,数据处理与控制模块,温度、时间显示模块六个部分。
文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。
整个系统的核心是进行温度测量与显示,完成了课题所有要求。
第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类,前者是让温度传感器直接与待测物体接触,而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离,检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的。
在接触式和非接触式两大类温度传感器中,相比运用多的是接触式传感器,非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用,目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器,其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。
热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类,前者简称热电阻,后者简称热敏电阻。
常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等,它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等,常用的热电阻如PT100、PT1000等。
近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器,如DALLAS公司DS18B20,MAXIM公司的MAX6576、MAX6577,ADI公司的AD7416等,这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单,如DS18B20该温度传感器为单总线技术,MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出,其本质均为数字输出,而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线,这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便,但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55~+125℃,而且温度的测量精度都不高,好的才±0.5℃,一般有±2℃左右,因此在高精度的场合不太满足用户的需要。
热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器,它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。
常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等,各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。
热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。
非接触式温度传感器主要是被测物体通过热辐射能量来反映物体温度的高低,这种测温方法可避免与高温被测体接触,测温不破坏温度场,测温范围宽,精度高,反应速度快,既可测近距离小目标的温度,又可测远距离大面积目标的温度。
目前运用受限的主要原因一是价格相对较贵,二是非接触式温度传感器的输出同样存在非线性的问题,而且其输出受与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。
由于本设计的任务是要求测量的范围为0℃~100℃,测量的分辨率为±0.1℃,综合价格以及后续的电路,决定采用线性度相对较好的PT100作为本课题的温度传感器,具体的型号为WZP型铂电阻,该传感器的测温范围从-200℃~+650℃。
具体在0℃~100℃的分度特性表见附录A所示。
第二节方案论证温度测量的方案有很多种,可以采用传统的分立式传感器、模拟集成传感器以及新兴的智能型传感器。
方案一:采用模拟分立元件如电容、电感或晶体管等非线形元件,该方案设计电路简单易懂,操作简单,且价格便宜,但采用分立元件分散性大,不便于集成数字化,而且测量误差大。
方案二:采用温度传感器通过温度传感器采集温度信号,经信号放大器放大后,送到A/D转换芯片,将模拟量转化为数字量,传送给单片机控制系统,最后经过LED显示温度。
热电阻也是最常用的一种温度传感器。
它的主要特点是测量精度高,性能稳定,使用方便,测量范围为-200℃~650℃,完全满足要求,考虑到铂电阻的测量精确度是最高的,所以我们设计最终选择铂电阻PT100作为传感器。
该方案采用热电阻PT100做为温度传感器、AD620作为信号放大器,TLC2543作为A/D转换部件,对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。
相对与方案一,在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升。
在这里我选用方案二完成本次设计。
第三节系统的工作原理测温的模拟电路是把当前PT100热电阻传感器的电阻值,转换为容易测量的电压值,经过放大器放大信号后送给A/D转换器把模拟电压转为数字信号后传给单片机AT89S51,单片机再根据公式换算把测量得的温度传感器的电阻值转换为温度值,并将数据送出到数码管进行显示。
另外,外接一个时钟芯片DS1302产生时钟信号送入到单片机中进行处理控制,并将时间显示出来,以实现温度的实时监控。