电子温度计的设计与实现
电子温度计设计的实施步骤
电子温度计设计的实施步骤引言电子温度计是一种用于测量温度的装置，基于电子元件的特性和物理原理，能够快速、精确地获取温度信息。
本文将详细介绍设计电子温度计的实施步骤，包括硬件设计、软件设计和测试验证等方面。
硬件设计步骤1.确定温度计的测量范围：根据实际需求确定温度范围，例如室内温度、工业环境温度等。
2.选择传感器：根据测量范围选择合适的温度传感器，常见的有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。
3.连接电路设计：根据传感器的接口类型，设计合适的电路用于传感器和微控制器之间的通信。
4.供电电路设计：确定温度计的供电方式，设计相应的电源电路，保证传感器和微控制器正常工作。
5.PCB设计：将电路图转化为PCB电路板，设计合理的电路布局和走线，考虑信号干扰和热耦合等问题。
6.元器件选型和布局：选择合适的元器件，并进行布局，确保电路板的稳定性和可靠性。
软件设计步骤1.确定软件功能需求：明确电子温度计的软件功能，如温度显示、报警功能等。
2.编写微控制器的驱动程序：根据选用的微控制器型号，编写相应的驱动程序，实现与传感器的数据交互。
3.数据处理算法设计：根据传感器输出的电信号，设计合适的数据处理算法，将电信号转化为温度值。
4.用户界面设计：设计直观友好的用户界面，实现温度的显示、设置和报警等功能。
5.错误处理和异常处理：考虑电子温度计工作过程中可能出现的错误和异常情况，并设计相应的处理方法。
6.软件调试和优化：对软件进行调试和优化，确保其稳定性和可靠性。
测试验证步骤1.制作样品温度计：根据硬件设计的最终版本，制作电子温度计的样品。
2.温度测量准确性测试：利用标准温度计对样品温度计进行校准，测试其测量准确性和稳定性。
3.功能性测试：对样品温度计进行功能性测试，如温度显示、报警功能等，确保其功能正常。
4.环境适应性测试：将样品温度计放置在不同的温度环境中，测试其在不同环境下的工作情况。
5.耐久性测试：测试样品温度计在长时间使用下的耐久性和稳定性，检测是否存在性能退化或故障。
电子体温计的原理和设计
电子体温计的原理和设计一、电子体温计的原理1.热电偶原理热电偶是一种基于热电效应的温度传感器，由两种不同材料的金属线焊接在一起构成。
当金属丝的两个焊点温度不同时，会产生出一个与温度差成正比的微弱热电势。
利用冯·诺伊曼定理可以通过测量热电势来计算出温度。
电子体温计通过将一端放入体温测量区域，利用热电势测量出体温。
2.热敏电阻原理热敏电阻是一种根据温度变化而改变其电阻值的传感器，具有正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种。
当温度上升时，PTC的电阻值增大，而NTC的电阻值减小。
电子体温计通常使用NTC热敏电阻作为传感器，测量人体温度。
3.红外线传感器原理红外线传感器是一种通过测量红外辐射能量来间接测量物体温度的传感器。
人体散发的热量主要是红外线，利用红外线传感器可以测量被散发红外线的物体的温度。
电子体温计使用红外线传感器通过测量人体的红外辐射来判断体温。
二、电子体温计的设计1.传感器采集传感器采集是电子体温计的第一步，不同的体温计使用不同的传感器进行采集。
对于热电偶、热敏电阻传感器，需要将其放置在体温测量区域并与电子仪器连接，通过与电子仪器之间的电连接来采集体温数据。
红外线传感器则需要将其对准体温测量区域以接收红外辐射。
2.信号放大传感器采集到的信号常常非常微弱，需要通过信号放大来增强信号幅度。
信号放大是通过放大器电路来实现的，常见的放大器电路有差分放大器、运算放大器等。
通过放大器电路将传感器采集到的微弱信号放大至适当幅度，以便进行后续的信号处理。
3.信号处理信号处理是对放大后的信号进行滤波和调理，以提高信号质量和准确性。
滤波可以去除高频噪声和杂散信号，通常采用低通滤波器进行滤波处理。
调理包括对信号进行增益和修正偏差，使其达到更准确的温度测量结果。
4.温度测量温度测量是通过将处理过的信号转化为温度数值进行显示。
对于热电偶和热敏电阻传感器，可以通过测量电阻或热电势来计算出温度值。
对于红外线传感器，可以通过测量接收到的红外辐射能量来计算出温度值。
电子体温计方案快速测温设计
电子体温计方案快速测温设计一、电子体温计方案介绍电子体温计由温度传感器，液晶显示器，纽扣电池，专用集成电路及其他电子元器件组成。
能快速准确地测量人体体温，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读数方便，测量时间短，测量精度高，能记忆并有蜂鸣提示的优点，尤其是电子体温计不含水银，对人体及周围环境无害，特别适合于家庭等场合使用。
二、电子体温计方案工作原理电子体温计的工作原理利用了温度传感器输出电信号，直接输出数字信号或者再将电流信号（模拟信号）转换成能够被内部集成的电路识别的数字信号，然后通过显示器（如液晶、数码管、LED矩阵等）显示以数字形式的温度，能记录、读取被测温度的最高值。
一般由感温头、量温棒、显示屏和开关等结构组成。
三、电子体温计方案功能电子体温计方案简述：工作电压：DC2.6V-3.6V,就是安装一个纽扣电池就可以用了。
测试范围：32.0°C~43.9°C（90o F-111.9T）,测试精度：±0.1，精度很高哦，可以过医疗认证。
解析度：0.1/,0.01/.一位小数或两位小数。
单位选择：可按键切换/;一般国内用的多点。
校级点：0/100,电子体温计是出厂前要用恒温水箱进行标定。
工作温度：・10-乃，超出后，测量体温可能会不准。
工作电流：小于IoOMA。
校机：两点校正：。
和Io0;次数≤300次（该参数IC内部掉电记忆）传感器类型：热敏电阻，测量精准。
低压检测：一点或两点检测。
按键种类：轻触、触摸、拨动，都可挑选。
显示：LCD显示屏，有背光，不带背光也可做，可定制。
蜂鸣器：有，当测量出人体温度超出正常值时，体温计会通过蜂鸣器自动报警，提醒使用人员。
DS18B20数字温度计的设计与实现
DS18B20数字温度计的设计与实现一、实验目的１．了解DS18B20数字式温度传感器的工作原理。
２．利用DS18B20数字式温度传感器和微机实验平台实现数字温度计。
二、实验内容与要求采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。
用数码管直接显示温度值，微机系统作为数字温度计的控制系统。
１．基本要求：(1)检测的温度范围：0℃～100℃，检测分辨率 0.5℃。
(2)用4位数码管来显示温度值。
(3)超过警戒值（自己定义）要报警提示。
２．提高要求(1)扩展温度范围。
(2)增加检测点的个数，实现多点温度检测。
三、设计报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、数字温度传感器DS18B20由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。
它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。
1.DS18B20性能特点DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM ，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。
2. DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH 和TL,高速暂存器。
64位光刻ROM 是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。
64位ROM 结构图如图2所示。
不同的器件地址序列号不同。
DS18B20的管脚排列如图1所示。
电子温度计的设计与实现
电子温度计的设计与实现班级：学号：姓名：摘要：用非平衡电桥发测量温度，利用温度变化改变电阻的阻值来测量温度。
关键词：温度电流非平衡电桥一、引言利用温度传感器和电阻配合，将温度这一热学量转换为电学量，便于测量温度。
二、实验任务1.利用实验室提供的仪器和用具测量铂电阻和热敏电阻的温度特性。
2.在实验室提供的仪器中选择合适的仪器，设计一个由铂电阻作为传感器的电子温度计其测温范围为20:100℃，要求用非平衡电桥桥端电压为毫安级，电流为微安级。
3.对温度计进行标定。
三、实验仪器直流稳压电源（1个），铂电阻传感器（1个），直流电桥（1个），数字万用电表（1个），微安表（1个），伏特表（1个），检流计（1个），水银温度计（1个），标准电阻箱（3个），NLKW-型智能型控温试验仪（1个），导线若干，开关（1个）。
四、实验原理（一）铂电阻温度计物质的电阻率随温而变化的现象称为热电阻效应。
在一定温度范围内，可以通过测量电阻值的变化而进行温度变化的测量。
将平衡电桥中的待测电阻换成一个电阻型传感器。
先调节电桥平衡，当外部条件改变时，传感器的阻值会发生相应变化，使电桥失去平衡，电桥两端的电压随之改变。
由于桥路的非平衡电压能反映出桥臂电阻的微小变化，因此可以通过测量非平衡电压检测外界物理量的变化。
使用非平衡电桥测量铂电阻温度系数的电路如图1所示，R1，R2为固定电阻，组成比例电阻；R p为可调电阻，用作平衡电阻；R t为铂电阻；U out为非平衡电桥的输出电压。
当输出电压一定时非平衡电桥桥路的输出电压U out为U out=[Rt/(R1+R T)-R P/(R2+R P)]E令I1=E/（R1+R t）I2=E/（R2+R p）则有U out=I1R t-I2R p如果R1=R2，且R1?R t,R2?R p，则有I1≈I2U out=I1（R t-R p）另R p取铂电阻在室温时的阻值R p，代入上式，则有U out=I1R0A△T=1/2IR0A△T令1/2IR0A=1mA ，调零时，室温时电压等于电流示数，则电压等于所测温度（二）热敏电阻温度计实验用惠斯登电桥，接线如图2所示，AB是一根粗细均匀的电阻丝，被放置于1m长的米尺上，图中斜线部分是导体片，电阻可略，R，是保护电阻，保护微安表，C是滑动触头，兼开关作用，按下时检流计支路才通，接入待测电阻R x与标准电阻R s后，适当调节触头C 的位置，使检流计指零，此时，AC段电阻为R1；CB段电阻为R2，由电阻定律，得R1/R2=L1/L2式中L1，L2分别为AC段和BC段电阻丝长度。
电子体温计系统设计
电子体温计系统设计第1章系统设定概述1．1 确定方该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，采用数字温度芯片DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。
便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。
且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。
在-55～+125 摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。
DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C51构成的温度测量装置, 它直接输出温度的数字信号, 可直接与计算机连接。
这样测温系统的结构就比较简单，体积也不大。
采用51单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。
既可以单独对多DS18B20 控制工作，还可以与PC 机通信上传数据，另外AT89S51 在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。
1．2 系统设计原理利用温度传感器DS18B20可以直接读取被测温度值，进行转换的特性，模拟温度值经过DS18B20处理后转换为数字值，然后送到单片机中进行数据处理，并与设置的温度报警限比较，超过限度后通过扬声器报警。
同时处理后的数据送到LCD中显示。
1．3 系统框图图 1 系统基本方框图3.3.1 主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。
3.3.2显示电路显示电路采用LCD液晶屏3.3.3温度传感器DS18B20产于美国，输出信号全数字化第2章元器件介绍2.1 AT89C51单片机介绍T89 系列单片机在内部结构上基本相同，其中不同型号的单片机只不过在个别模块和功能方面有些区别。
AT89C51单片机内部硬件结构框图如图所示。
它由一个8 位中央处理器（CPU）、一个256B 片内RAM及4KB Flash ROM 、21 个特殊功能寄存器、4 个8位并行I/O 口、两个16 位定时/ 计数器、一个串行I/O口以及中断系统等部分组成，各功能部件通过片内单一总线联成一个整体，集成在一块芯片上。
电子行业电子温度计的设计
电子行业电子温度计的设计简介电子温度计是电子行业中常见的温度测量工具之一。
它通过使用电子元件和传感器来测量和显示温度。
本文将介绍电子行业中常见的电子温度计的设计原理与方法。
设计原理温度传感器电子温度计最关键的部分是温度传感器。
常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶、半导体传感器等。
这些传感器能够感知温度的变化并将其转换为电阻、电压等信号。
信号处理温度传感器输出的信号需要经过一定的处理才能得到准确的温度数值。
这一步骤通常包括放大、滤波和线性化。
放大可以增加传感器输出信号的幅度，滤波可以去除噪音干扰，而线性化可以将传感器输出的非线性信号转换为线性化的数据。
显示与控制设计一个合适的显示和控制系统可以让用户方便地读取温度数值，并实现相关的控制操作。
常见的显示方式有数码管、液晶显示器等。
控制系统可以通过按钮、旋钮等输入设备实现对温度计进行设置和调节。
设计方法选择合适的温度传感器在设计电子温度计时，首先需要根据具体的应用场景选择合适的温度传感器。
不同的传感器有不同的特性，如测量范围、精度、响应时间等。
根据具体需求进行选择。
电路设计根据选择的温度传感器类型，设计合适的电路来处理传感器输出的信号。
通常包括放大电路、滤波电路和线性化电路等。
可以使用模拟电路或数字电路来实现。
微控制器应用使用微控制器可以实现更多功能的电子温度计。
通过连接温度传感器和微控制器，可以进行数据处理和显示控制。
微控制器还可以提供其他功能，如报警、存储和通信等。
界面设计设计一个直观友好的用户界面有助于用户操作和理解温度计的功能。
可以使用图形界面或文本界面，提供温度数值的实时显示和设置温度计参数的功能。
示例设计以下是一个电子温度计的简单设计示例：硬件部分•选择一款热敏电阻作为温度传感器。
•设计放大、滤波和线性化的电路。
•选用一块适配的单片机作为控制核心。
•连接数码管用于温度数值的显示。
•设计电源供电模块。
软件部分•初始化单片机和温度传感器。
•编写程序对传感器输出信号进行放大、滤波和线性化处理。
电子体温计毕业设计
电子体温计毕业设计电子体温计毕业设计近年来，随着科技的不断发展，电子体温计在医疗领域中的应用越来越广泛。
作为一种能够快速准确测量人体温度的设备，电子体温计已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
本文将围绕电子体温计的毕业设计展开讨论，探讨其原理、功能和应用。
首先，我们来了解电子体温计的工作原理。
电子体温计通过感应人体温度的变化，将温度转化为电信号，并通过内部的电子元件进行处理和显示。
其核心部件是温度传感器，常见的有热敏电阻和红外线传感器。
热敏电阻通过测量电阻值的变化来间接测量温度，而红外线传感器则通过测量人体散发的红外线来直接测量温度。
通过这些传感器，电子体温计能够准确地获取人体的温度信息。
其次，电子体温计的功能也在不断扩展。
除了基本的温度测量功能外，现代电子体温计还具备多种附加功能，如记录温度变化趋势、报警功能、自动关机等。
这些功能的添加使得电子体温计更加智能化和便捷化。
例如，一些电子体温计可以通过连接手机或电脑，将测量数据传输到云端，实现远程监测和数据分析。
这为医疗工作者提供了更多的便利和准确性。
此外，电子体温计在各个领域中的应用也越来越广泛。
在医疗领域中，电子体温计已经成为医生和护士日常工作中必备的工具。
它能够快速测量患者的体温，帮助医护人员及时判断患者的健康状况。
而在家庭中，电子体温计也成为了每个家庭必备的健康设备。
家庭电子体温计的出现，使得家庭成员可以随时随地监测自己的体温，及时发现身体异常，更好地保护自己和家人的健康。
此外，电子体温计还在一些特殊领域中发挥着重要作用。
例如，在食品安全监测中，电子体温计可以用来检测食品的温度，确保食品的安全性。
在疫情防控中，电子体温计也被广泛应用于各个场所的体温监测，帮助防止疫情的扩散。
可以说，电子体温计已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
综上所述，电子体温计作为一种能够快速准确测量人体温度的设备，已经在医疗领域中得到广泛应用。
随着科技的不断进步，电子体温计的功能也在不断扩展，应用领域也越来越广泛。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子温度计的设计与实现
班级：学号：姓名：
摘要：用非平衡电桥发测量温度，利用温度变化改变电阻的阻值来测量温度。
关键词：温度电流非平衡电桥
一、引言
利用温度传感器和电阻配合，将温度这一热学量转换为电学量，便于测量温度。
二、实验任务
1.利用实验室提供的仪器和用具测量铂电阻和热敏电阻的温度特性。
2.在实验室提供的仪器中选择合适的仪器，设计一个由铂电阻作为传感器的电子温度计其
测温范围为20:100℃，要求用非平衡电桥桥端电压为毫安级，电流为微安级。
3.对温度计进行标定。
三、实验仪器
直流稳压电源（1个），铂电阻传感器（1个），直流电桥（1个），数字万用电表（1个），微安表（1个），伏特表（1个），检流计（1个），水银温度计（1个），标准电阻箱（3个），NLKW-型智能型控温试验仪（1个），导线若干，开关（1个）。
四、实验原理
（一）铂电阻温度计
物质的电阻率随温而变化的现象称为热电阻效应。
在一定温度范围内，可以通过测量电阻值的变化而进行温度变化的测量。
将平衡电桥中的待测电阻换成一个电阻型传感器。
先调节电桥平衡，当外部条件改变时，传感器的阻值会发生相应变化，使电桥失去平衡，电桥两端的电压随之改变。
由于桥路的非平衡电压能反映出桥臂电阻的微小变化，因此可以通过测量非平衡电压检测外界物理量的变
化。
使用非平衡电桥测量铂电阻温度系数的电路如图1所示，R1，R2为固定电阻，组成比例电阻；R p为可调电阻，用作平衡电阻；R t为铂电阻；U out为非平衡电桥的输出电压。
当输出电压一定时非平衡电桥桥路的输出电压U out为
U out=[Rt/(R1+R T)-R P/(R2+R P)]E
令I1=E/（R1+R t）
I2=E/（R2+R p）
则有U out=I1R t-I2R p
如果R1=R2，且R1?R t,R2?R p，则有I1≈I2
U out=I1（R t-R p）
另R p取铂电阻在室温时的阻值R p，代入上式，则有
U out=I1R0A△T=1/2IR0A△T
令1/2IR0A=1mA ，调零时，室温时电压等于电流示数，
则电压等于所测温度
（二）热敏电阻温度计
实验用惠斯登电桥，接线如图2所示，AB是一根粗细均匀的电阻丝，被放置于1m长的米尺上，图中斜线部分是导体片，电阻可略，R，是保护电阻，保护微安表，C是滑动触头，兼开关作用，按下时检流计支路才通，接入待测电阻R x与标准电阻R s后，适当调节触头C 的位置，使检流计指零，此时，AC段电阻为R1；CB段电阻为R2，由电阻定律，得R1/R2=L1/L2
式中L1，L2分别为AC段和BC段电阻丝长度。
于是有R x=（L1/L2）*R s
式中R s由标准电阻箱读出。
图1 图2
五、实验内容
（一）铂电阻温度计
1.按图1连接线路，取R1=R2=9kΩ，电源电压U=3V，用万用表测量电流。
2.将铂电阻传感器放入加热井（此时不要加热），在T为室温时（从控温仪面板上读出室温），调节电桥平衡，记录T,U out和R p数值，并校准，使电流表显示数值等于室温。
3.根据需要温度，设置好加热井温度（具体方法参见实验仪器介绍），待温度稳定时记录T，用数字万用电表测量U out，测量温度范围从35℃至100℃，每隔5℃取一个点。
（二）热敏电阻温度计
1.按图2连接线路，取R1=R2=9kΩ。
2.将检流计换成微安表。
将R x换成标准电阻箱，电阻为热敏电阻室温时的电阻，R s为热敏电阻室温时的电阻，调零。
再将R x的电阻调为80℃时的电阻，使指针指向100uA.
3.根据需要的温度，设置好加热井温度（具体方法参见实验仪器介绍），待温度稳定时记录T，并计录微安表的值，测量温度范围从35℃至80℃，每隔5℃取一个点。
六、数据处理和分析
原始数据：
T 27.3 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
I(uA
）
0 17 28 39 48 56 68 75 88 96 100
处理结果：
（一）
U out=[Rt/(R1+R T)-R P/(R2+R P)]E
I1=E/（R1+R t）
I2=E/（R2+R p）
则有U out=I1R t-I2R p
如果R1=R2，且R1?R t,R2?R p，则有I1≈I2
U out=I1（R t-R p）
另R p取铂电阻在室温时的阻值R p，代入上式，则有
U out=I1R0A△T=1/2IR0A△T
令1/2IR0A=1mA ，调零时，室温时电压等于电流示数，
则电压等于所测温度
T 27.
3
35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
U out27.
3
34 38.
7
43.
2
47.
8
52.
3
57 60.
2
64 69.
4
73.
4
77.
7
81.
7
86.
6
91.
5
（二）(需手工画)
七、实验误差分析
（一）系统误差
（1）由于仪器本身精度问题引起的误差
（2）由于环境引起的误差
（3）由实验理论引起的精度误差
（二）偶然误差
（1）由于温度未完全稳定时度数引起的误差（2）作图误差
（3）惠斯登电桥触点不准确引起的误差。