温度测量与控制电路设计
温度控制器设计
帮不帮温度控制器设计一、设计任务设计一个可以驱动1kW加热负载的水温控制器，具体要求如下：1、能够测量温度，温度用数字显示。
2、测量温度范围0〜100℃，测量精度为0.5℃。
3、能够设置水温控制温度，设定范围40〜90℃,且连续可调。
设置温度用数字显示。
4、水温控制精度W±2℃。
5、当超过设定的温度20℃时，产生声、光报警。
二、设计方案分析根据设计要求，该温度控制器是既可以测量温度也可以控制温度，其组成框图如图1所示。
图1温度控制器原理框图因为要求对温度进行测量显示，所以首先采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示。
若要求温度被控制在设定值附近，则要求将实际测量温度的信号与温度的设定僮基准电压）进行比较，根据比较结果（输出状态）来驱动执行机构，实现自动地控制、调节系统的温度。
测量的温度可以与另一个设定的温度上限比较器相比较，当温度超过上限温度值时，比较器产生报警信号输出。
1、温度检测及信号处理温度检测是温控系统的最关键部分，它只接影响整个系统的测量、控制精度。
目前检测温度的传感器很多，其测量范围、应用场合等也不尽相同。
例如热电偶温度传感器目前在工业生产和科学研究中已得到了广泛的应用，它是将温度信号转化成电动势。
目前热电偶温度传感器已形成系列化和标准化，主要优点是：它属于自发电型传感器，测量温度时可以不需要外加电源；结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制；测量温度范围广，高温热电偶测温高达1800 c以上，低温热电偶可测-260℃以下，目前主要用在高温测量工业生产现场中。
热电阻温度传感器是利用电阻值随温度升高而增大这一特性来测量温度的，目前应用较为广泛的热材料是铜和铂。
在铜电阻和伯电阻中，伯电阻性能最好，非常适合测量-200〜+960℃范围内的温度。
国内统一设计的工业用伯电阻常用的分度号有Pt25、Pt100 等，Pt100即表示该电阻的阻值在0c时为100Q。
pt100温度测量与控制电路设计实例
C1
C2
1
2 R1 fc
1.592
(F)
（4）低通滤波器参数的确定
U1、R1、R2、R3、C1、C2等组成有源低通滤波器， 它们用于滤除工频信号的干扰，同时必须满足ADC 采样定理（即乃奎斯特采样定理）。由于称重信号 为直流信号，AD7798的采样率可设置为33.3Hz，考 虑到滤波效果，取低通滤波器的截止频率均为 fc=10Hz。令C1=C2，则有
C1
C2
1
2 R1 fc
1.592
(F)
取标称值C1=C2=2μF。
为了减少外界温度测温结果的影响，各电阻 （如R1、R2、R3、R4、R5、R6）的温度系数 必须很小。工程应用中，一般采用温度系数 为5ppm的塑封电阻，同时应选用温度系数小 的运算放大器。
（3）ADC与CPU电路
Au
1
2
R1 R2
R6 R4
由PT100的T－RT的关系（即温度与电阻的 关系）可知，当温度变化0.1℃时，RT的变化 值ΔRT约为0.04Ω，电桥测温电路输出电压变 化值ΔV0.1为
V1
(
RT RT RS1 (RT RT )
RS3 RS 2RS
3
)
VCC
注意事项
ADC的注意事项 MCU的注意事项
（4）测温电路的非线性校正
非线性校正的原因 非线性校正的原理
（4）测温电路的非线性校正
分段线性插值校正原理
步骤： 1）获取样本(T1, U1); (T2, U2);…; (Ti, Ui); 2) 利用分段线性插值公式，获得电压输出为 ux时，Pt100测的温度。
ntc在电路中的应用
ntc在电路中的应用摘要：一、NTC热敏电阻的概述二、NTC在电路中的应用1.温度测量2.电路保护三、NTC测温应用电路及设计四、NTC在消费电子中的应用正文：TI热敏电阻，即负温度系数热敏电阻，是一种常见的半导体传感元件。
它的电阻值会随着温度的变化而变化，因此被广泛应用于各种电子设备中。
TI热敏电阻在电路中的应用主要有两个方面。
第一个方面是进行温度测量。
NTI热敏电阻具有高灵敏度和高精度，可以很好地用于需要高稳定性、可靠性和耐用性的温度测量。
例如，在工业生产、医疗设备、环境监测等领域，都可以看到NTI热敏电阻的应用。
第二个方面是电路保护。
当电路中电流过大时，NTI热敏电阻的温度会升高，从而降低其电阻值，达到保护电路的作用。
这种保护机制可以防止电路过载，延长设备使用寿命，保护设备安全。
TI测温应用电路广泛应用于各种电子产品中。
例如，在手机、平板电脑等电子消费类产品中，NTI热敏电阻被用于温度检测。
电路中，NTI热敏电阻与其他元件如电阻、电容等配合使用，形成一个完整的温度测量系统。
这个系统可以精确地测量设备的温度，并根据温度变化调整设备的运行状态，以保证设备的正常工作和使用者的舒适体验。
在消费电子领域，NTI热敏电阻的应用不仅限于温度测量，还可以用于其他各种电路控制。
例如，在市电输入端串联NTI，可以起到限流作用，减少瞬间电流冲击，保护后端电路和设备。
此外，NTI热敏电阻还可以用于自动调节的加热器等设备，实现对温度的精确控制。
总之，NTI热敏电阻在电路中的应用十分广泛，既可以进行精确的温度测量，也可以提供有效的电路保护。
其高灵敏度和高精度特性使得NTI热敏电阻成为了各类电子产品中不可或缺的元件。
《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告
《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告1.实验功能要求了解铂热电阻的特性与应用；熟悉铂热电阻测温电路；利用P100铂电阻测量温度源的温度；记录温度与测量电路电压输出数据2.实验所用传感器原理利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。
常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。
铂电阻是将0.05~0.07mm的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。
在0-650℃以内。
铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电阻忽略不计。
)。
实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出，再经放大器放大后直接用电压表显示。
3.实验电路PT100铂电阻测温电路经验P100电压采集放大电路:前半部分是4.096V恒压源电路，然后是一个桥式电压采样电路，后面是一个电压放大电路。
一、4.096V恒压源电路因Vref=2.5V，故有4.096=(1+R1/R2)*2.5，得出R1/R2=1.6384，可以通过调节滑动变阻器实现。
二、桥式电压采样电路这是一个桥式电压采样电路，其原理是将V2作为参考电压，通过V1的变化去得到一个相对的电压数值，这样就能得到PT100的电阻数值，从而得到当前温度数值。
其中相对数值是通过R7去调节，可以是任意，其R7的主要作用还是在校准温度使用。
根据项目需要，现在使用的R7的阻值是138.5002Ω，也就是PT100在100摄氏度是的温度数值。
三、电压放大电路分析电路:1根据"虚断"原则，流过R3和R8电流相等(V1-Vx)/R3=Vx/R82根据“虚断"原则，流过R6和R1电流相等(V2-Vout)/(R6+R1)=(V2-Vy)/R6 3根据"“虚短"原则，Vy=Vx4根据这3个公式得出:11V1-10V2=Vout理想要的数值是10倍的放大倍数，但是现在在输出端多了减了V1，根据模拟的数值可知，V1的取值范围是0.215-0.36835241646对应温度范围是44.032- 75.43。
RE200B红外测温系统电路设计
红外测温仪系统1. 引言温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。
因此，实现对温度的实时测定就显的十分重要。
然而，传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。
但是，在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周 辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm 的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的。
因此，红外测温仪具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。
图1 红外测温仪的测温图2. 红外测温仪系统原理2.1红外测温原理一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。
物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。
因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。
应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。
由于黑体的光谱辐射功率Pb(λΤ)与绝对温度Τ 之间满足普朗克定理：()1ex p 251-=-T c c T P b λλλ （1）其中，Pb(λΤ)—黑体的辐射出射度；λ—波长； T —绝对温度；c 1、c 2—辐射常数。
温度测量与控制电路设计
目录第1章摘要 (1)第2章设计目的与意义 (2)第3章案论证与确定 (3)3.1系统方案的确定 (3)3.1.1方案一 (3)3.1.2方案二 (3)3.2测量显示方案的确定 (4)3.2.1方案一 (4)3.2.2方案二 (5)3.3 温度传感模块 (5)3.3.1方案一 (5)3.3.2方案二 (6)3.4 数字显示与温度范围控制模块 (9)3.4.1 A/D转换部分 (9)3.4.2 控制温度设定与温度超限判断部分有两种方案： (10)第4章系统工作原理分析 (12)4.1 AD转换 (12)4.2 码制的转换 (14)4.3译码显示 (17)4.4 控制温度设定 (18)4.5 温度超限判断 (20)总结 (22)参考文献 (23)第1章摘要温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。
本次设计主要运用基本的测控技术知识及其基本的温度传感器知识，从基本的单元电路出发，实现了温度测量与控制电路的设计。
总体设计中的主要思想：一、达到设计要求；二、尽量应用所学知识；三、设计力求系统简单可靠，有实际价值。
温度传感选用高精度摄氏温度传感器LM35进行数据采集，通过UA741芯片构成同相比例器实现放大。
AD转换部分使用集成芯片AD5740；二进制到8421BCD码的转换用EEPROM 281024实现；显示译码部分用4511和七段数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用十进制加计数器74LS160和锁存器74LS175实现；温度的判断比较通过数值比较器74LS85的级联实现。
声光报警利用555定时器构成多谐振荡器组成。
温度控制执行部分采用继电器控制的加热制冷装置来实现。
此模块的存在，提高了该系统在工业上的实用性。
【关键词】温度测量、A/D转换、温度控制、声光报警、译码显示、555定时器第2章设计目的与意义随着电子技术的高速发展，对电子方面人才的要求越来越高，不仅要求其具备相关的专业理论知识，还要求其具有较强的设计、制作等实践动手能力。
ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释
ntc热敏电阻测温电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文讨论的是NTC热敏电阻测温电路设计。
在现代科技发展中，温度测量是非常重要的一项技术。
NTC热敏电阻作为常见的温度传感器之一，具有精确、可靠、成本低廉等特点，广泛应用于各个领域。
1.2 文章结构本文主要分为五大部分。
第一部分是引言，对文章进行概述说明以及目的阐述。
第二部分详细介绍了NTC热敏电阻的基本知识和特性。
第三部分讨论了温度测量原理及方法，并与其他常见温度测量方法进行比较。
第四部分重点探讨了NTC 热敏电阻测温电路设计的要点，包括选择合适的NTC热敏电阻型号与参数设置、温度补偿与校准技巧以及信号处理与转换电路设计要点。
最后一部分是结论和展望，总结了文章的主要内容并对未来发展进行了展望。
1.3 目的本文的目的是提供关于NTC热敏电阻测温电路设计方面的详细说明和解释。
通过对NTC热敏电阻的介绍和温度测量原理的解析，帮助读者了解如何选择合适的NTC热敏电阻、进行温度补偿与校准，并设计出高效可靠的信号处理与转换电路。
同时，本文还展望了NTC热敏电阻测温技术在未来的发展方向。
2. NTC热敏电阻简介2.1 什么是NTC热敏电阻NTC热敏电阻全称为负温度系数热敏电阻( Negative Temperature Coefficient Thermistor)，是一种根据温度变化而改变阻值的传感器。
它由金属氧化物制成，具有负温度系数特性，即当温度上升时，其电阻值会下降；反之，当温度下降时，电阻值会增加。
2.2 NTC热敏电阻的特性NTC热敏电阻具有许多独特的特性。
首先，它们响应速度快，能够实时测量环境温度。
其次，NTC热敏电阻的响应范围广泛，可覆盖从低至几摄氏度到高达几百摄氏度的整个温度范围。
此外，NTC热敏电阻精确可靠，在稳态和非稳态情况下都能提供准确的温度测量结果。
2.3 应用领域NTC热敏电阻广泛应用于各个领域中的温度测量与控制。
它们被广泛用于家电、汽车、电子设备等领域，在温度测量、过热保护、温度补偿等方面发挥着重要作用。
51单片机温度测量与控制系统毕业论文
51单片机温度测量与控制系统摘要随着现代信息技术和工农业的快速发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于51单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也进行了介绍,该系统可以方便的实现实时温度采集和显示，并可根据需要设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
DS18B20与51单片机结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
关键字：51单片机、温度、DS18B20、数码管、 C51AbstractWith the rapid development of modern information technology and industry and agriculture, microcontroller technology has spread to our life, work, scientific research, each domain, has become a relatively mature technology, this paper introduces a temperature measurement system based on 51 single chip, detailed description of the use of digital temperature sensor DS18B20 temperature measurement system development, key the connection to the sensor under the SCM hardware, software programming and system flow of each module are analyzed in detail, on the part of the circuit are introduced, the system can easily achieve the real-time temperature acquisition and display, and can according to need to set the alarm temperature, it is very convenient to use, has high accuracy, Liang Chengkuan, high sensitivity, small volume, low power consumption, suitable for our daily lives and industrial, agricultural production in the temperature measurement, which can also be used as a temperature processing module embedded in other systems, as other auxiliary system. DS18B20 and 51 microcontroller with temperature detection system to achieve the most simple, the system has the advantages of simple structure, strong anti-interference ability, suitable for on-site temperature measurements in harsh environment, has the widespread application prospect.Key words：The 51 single chip microcomputer、Temperature、DS18B20、Digital tube、C51目录第1章概论 (1)1.1设计背景 (1)1.2总体设计 (2)1.3 设计要求 (3)第2章设计理论基础 (4)2.1 51单片机 (4)2.2 温度传感器 DS18B20 (7)2.3 锁存器 74HC573 (10)2.4 LED 数码管 (11)第3章硬件电路设计 (13)3.1 单片机最小的系统 (13)3.2 温度采集电路 (14)3.3 温度控制电路 (16)3.4 键盘电路 (17)3.5 显示电路 (18)第4章软件程序设计 (19)4.1 程序初始化 (19)4.2 延时子函数 (19)4.3 按键设定子函数 (20)4.4 温度显示子函数 (21)4.5 温度采集子函数 (21)4.6 温度控制子函数 (23)4.7 主函数 (24)第5章总结全文 (25)5.1结束语 (25)5.2致谢词 (25)参考文献 (26)附录 (27)第1章概论1.1设计背景温度是表征物体冷热程度的物理量，温度是工农业生产、科学试验以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量，由此对温度进行检测的意义就越来越大。
温度测量与控制电路创新实验设计
基金项目： 华南理工大学 电气信 息与控制 国家级教学 实验示 范中心创
新 项 目（ｄ —９ ９ ０ ｗ） ｘ ｘｙ ０ ０ ３
作 者 简 介 ： 锋 （ ９ ６ ） 男 ， 东 汕 头 ， 士 ， 程 师 ， 校 区 电 工 电 张廷 １ ６一 ， 广 硕 工 南
Ｉ Ｓ １ ０２ Ｓ Ｎ ０
－ ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
４ ５ ９ ６
—
实
验
技
术
与
管
理
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．—
第２ ８卷
第１ ２期
２１ 年 １ ０１ ２月
ＣＮ１ —２ ３ ／ １ ０４Ｔ
Ｅｘ ｒｍｅ ｔ ｌＴｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ａ ａ ｅ ｅ ｔ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ｎ ｇ ｍ ｎ
路实验 内容 涵盖 了 电工 电子 技术 中的受 控源 、 电流／ 电
压 变换 、 电压 跟 随器 、 号放 大 、 信 电压 比较 器 、 电接触 继
收稿 日期 ：０ １ ０ — ５ ２ １ — ２ ２
置、 温度显示 、 功率 输 出等组成 。温 度传感 器 的作用是
把温 度值转 换成 电流或 电压信 号 ， 一 变换 器 是 将 绝 Ｋ℃ 对温 度 （ 转 换 成摄 氏温 度 （ ， Ｋ） ℃） 经放 大 后 送 入 比较
Ｅ ｍａｌ ｔ ｈ ｎ ＠ ｓ ｕ ． ｄ ． ｎ ． ｉ： ｚ ａ ｇ ｃ ｔ ｅ ｕ ｃ ｆ
２ ．华 南理 工大 学 电力 学院 ，广 东 广 州 ５ ００ ） １ ０ ６
三线制pt100热电阻测温电路的设计
三线制pt100热电阻测温电路的设计以三线制PT100热电阻测温电路的设计为标题，本文将详细介绍该电路的设计原理、组成部分以及工作原理。
一、设计原理三线制PT100热电阻测温电路是一种常用的温度测量电路，其基本原理是利用PT100热敏电阻的温度特性来测量被测温度。
PT100热敏电阻是一种铂电阻，其电阻值随着温度的变化而变化，具有较高的精度和稳定性。
二、组成部分1. PT100热敏电阻：PT100热敏电阻是测温电路的核心元件，其电阻值与温度成正比，通常采用铂电阻材料制成。
2. 增加电阻：为了提高电路的灵敏度和测量范围，通常在PT100热敏电阻前串联一个固定电阻，使电路的总电阻变化更大。
3. 恒流源：为了保持电路中的恒定电流，通常在电路中加入一个恒流源，保证电流的稳定性。
4. 运放：为了放大电路中的微弱信号，通常在电路中加入一个运放，以提高电路的灵敏度和抗干扰能力。
5. A/D转换器：为了将模拟信号转换为数字信号，通常在电路中加入一个A/D转换器，以便通过数字方式读取温度值。
三、工作原理1. 恒流源通过PT100热敏电阻和增加电阻形成一个电桥电路，使电流通过PT100热敏电阻。
2. PT100热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，从而使电桥电路产生不平衡电压。
3. 运放对电桥电路的不平衡电压进行放大，输出一个与温度成正比的电压信号。
4. A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，通过数字方式读取并显示温度值。
四、电路设计注意事项1. 选择合适的PT100热敏电阻：根据被测温度范围选择合适的PT100热敏电阻，确保其电阻值变化在合适的范围内。
2. 确保电路的稳定性：恒流源和运放的选择要保证电路的稳定性，避免温度变化对测量结果的影响。
3. 抗干扰能力：合理布局电路，采取屏蔽措施，提高电路的抗干扰能力，避免外界干扰对测量结果的影响。
4. 温度补偿：由于PT100热敏电阻的温度特性并非完全线性，为了提高测量的准确性，可以进行温度补偿，校正测量结果。
- 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)。
温度测量与控制电路设计
1．设计任务与要求
在工农业生产和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动地控制、调节该系统的温度。
要求：
⑴ 被测温度和控制温度均可数字显示；
⑵ 测量温度为0~1200C ，精度为±0．50C ；
⑶ 控制温度连续可调，精度±1O C ；
⑷ 温度超过额定值时，产生声、光报警信号。
2．总体方案设计
设计思路
（1）对温度进行测量、控制并显示，首先必须将温度的度数（非电量）转换成电量，然后采用电子电路实现题目要求。
可采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D 转换器变成数字信号，然后进行译码显示。
（2）恒温控制：将要控制的温度所对应的电压值作为基准电压V REF ，用实际测量值I v 与V REF 进行比较，比较结果（输出状态）自动地控制、调节系统温度。
（3）报警部分：设定被控温度对应的最大允许值V max ，当系统实际温度达到此对应值V max 时，发生报警信号。
（4）温度显示部分采用转换开关控制，可分别显示系统温度、控制温度对应值V REF ，报警温度对应值V max 。
3．参考原理框图
⑴ 传感器可以采用铂电阻、精密电阻和电位器1W R 组成测量电桥，电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器双端输入信号，将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤去。
如图
3．1所示。
在0o C,调节1W R ，使显示器显示0o C 。
在50o C 时，调节放大器的增益（调节电位器2W R ），
使显示器显示50o C 。
注意放大的输出电压不允许大于A/D 转换器的最大输入电压值。
⑵ 被测温度信号电压加于比较器（Ⅰ）与控制温度电压V REF 进行比较，比较结果通过调温控制电路控制执行机构的相应动作，使被控系统升温或降温。
⑶ 当控制电路出现故障使温度失控时，使被控系统温度达到允许最高温度对应值max V ，用声、光报警电路发出警报，值班人员将采取相应的紧急措施。
⑷ 开关S 1可分别闭合系统温度、控制温度电压V REF 和报警温度电压max V ，通过A/D 转换器将模拟量转换成数字量，显示器显示出相应的温度数值。
提示：参看 彭介华 电子技术课程设计指导 相关部分。