毕业论文-基于AT89C51单片机的热电偶测温系统设计

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基于AT89C51单片机的高精度测温系统的研制

基于AT89C51单片机的高精度测温系统的研制

2、测试结果分析本Байду номын сангаас统的测试 结果如下表所示:
根据测试结果,本系统在各个温度点的测量精度均优于±0.1℃,重复精度 优于±0.05℃,响应时间在3s以内。结果表明,本系统具有高精度、快速响应的 特点。
然而,在测试过程中,发现系统在温度波动较大的情况下可能会出现一定误 差。这主要是因为温度波动会对ADC的模数转换精度产生影响。为解决这一问题, 可以采取软件滤波的方法,对ADC读取的数值进行平滑处理,以减小温度波动对 测量结果的影响。
二、硬件选择与配置
1、温度传感器:本系统采用DS18B20数字温度传感器,它具有测量精度高、 抗干扰能力强、输出信号稳定等优点。DS18B20与AT89C51通过一线通信接口相连, 减少了线路的复杂性。
2、AT89C51单片机:AT89C51单片机是一种常用的微控制器,具有高性能、 低功耗、易于编程等优点。它通过一线通信接口与DS18B20相连,接收并处理传 感器的信号。
2、温度读取程序:通过AT89C51的单线通信接口,从DS18B20读取温度数据。
3、数据处理程序:对读取的温度数据进行处理,包括数据的滤波、线性化 等处理。
4、显示程序:将处理后的温度数据通过LCD液晶显示屏显示出来。
四、系统测试与优化
在完成硬件组装和软件编程后,我们对系统进行了测试。测试结果表明,该 系统的测温精度达到了±0.5℃,满足设计要求。
五、结论与展望
本次演示成功设计了一款基于51单片机的高精度测温系统,通过软硬件结合 的方式实现了准确、快速的温度测量。测试结果表明,系统在各个温度点的测量 精度和重复精度均表现出色,同时具有快速响应的特点。然而,在温度波动较大 的情况下,系统可能会出现一定误差,可通过软件滤波的方法加以改进。

基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计与仿真 毕业设计(论文)

基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计与仿真  毕业设计(论文)

目录摘要 (1)第1章绪论 (2)1.1单片机的应用 (2)1.2电热炉控制中的问题 (2)1.3本设计主要内容 (3)第2章编程软件 (4)2.1编程软件K EIL (4)第3章系统硬件结构设计 (5)3.1系统硬件组成 (5)3.2P ROTEUS原理图设计 (5)3.3硬件电路结构 (7)3.3.1 主控制芯片AT89C51原理及其说明 (9)3.3.2 外部时钟电路 (11)3.3.3 测温模块 (11)3.3.4 显示模块 (13)3.3.5 开关模块 (13)3.3.6 报警模块 (14)第4章系统软件设计及调试 (15)4.1系统程序设计 (15)4.1.1 DS18B20测温程序设计 (17)4.1.2 LM016L显示程序设计 (18)第5章总结与展望 (19)5.1总结 (19)5.2展望 (19)参考文献 (20)附录 (21)摘要:电热炉可使用金属发热体或非金属发热体来产生热源,其构造简单,工业电热炉的主要用途是供机械工业对原材料、毛坯、机械零件加热用。

温度控制对于电热炉是至关重要的。

为了更好地控制温度、提高控制质量,选用单总线芯片DS18B20作为温度传感器,进行了基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计与仿真。

显示模块选用LCD显示器,控制更为简单,显示更为清晰。

配以键盘模块及由二极管、蜂鸣器组成的报警模块,组合成较为完整的温度控制系统硬件。

选用Proteus软件绘制电路原理图,同时选用软件Keil 进行编程编译,并将Keil与Proteus联调,在Proteus中查看仿真结果,实现温度的自动控制。

关键词:单片机、温度控制、Keil、Proteus仿真第1章绪论1.1 单片机的应用单片机具有体积小、可靠性高、功能强、使用方便、性能价格比高、容易产品化等特点。

国际上从1970年代开始,国内自1980年代以来,单片机已广泛应用于国民经济的各个领域,对各个行业的技术改造和产品的更新换代起重要的推动作用。

基于AT89C51的温度监测系统设计

基于AT89C51的温度监测系统设计

基于AT89C51的温度监测系统设计【摘要】本文设计的硬件电路可以对温度进行实时监测并在温度异常时发出警报。

该电路采用以AT89C51为核心的主控芯片,并且包含了传感器数据采集模块、温度显示模块、报警模块以及复位模块等电路。

其中,温度显示模块通过LCD1602液晶显示器对温度进行实时显示;传感器数据采集电路采用DS18B20单总线型温度传感器。

该系统电路设计简单,工作性能稳定,硬件成本低廉,灵敏度高。

【关键词】AT89C51;DS18B20;LCD1602;温度传感器;实时监测1.引言温度的监测在现代工业生产以及日常生活中的应用愈来愈广泛,并且在某些领域也发挥着愈来愈重要的作用。

在很多生产过程中,温度的监控与生产安全、生产效率、产品质量、能源节约等方面有着紧密的联系。

目前,传感器已成为衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。

而本文正是结合温度传感器与单片机所做的设计,该设计对温度的监测可广泛应用于食品、化工、机械等方面。

2.系统整体设计结合温度监控器在实际应用的要求,为实现温度的实时监测以及报警的功能,本文采用以下电路模块对系统硬件进行设计:主控芯片:选用AT89C51单片机作为整个系统的控制器;显示模块:选用LCD1602液晶显示器作为系统的显示电路;温度采集模块:选用DS18B20温度传感器作为系统的温度采集电路;报警模块:采用蜂鸣器与发光二极管作为系统的报警电路。

综上所述,该硬件电路的系统框图如图1所示。

3.系统硬件设计系统的整体硬件设计图如图2所示。

3.1 主控电路的设计该模块是系统的核心控制部分,其主要任务是通过接口将获得的数据进行处理。

本系统采用的AT89C51是美国ATMEL公司的一种高效微控制器。

此单片机具有以下功能:4k字节Flash闪速储存器、128字节内部随机数据存储器(RAM)、32个I/O口线,而且它还与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

故而,这种低电压、高性能CMOS8位单片机可灵活应用于多种场所。

基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计

基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计

基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计基于AT89C51单片机的温度测控系统设计一、引言随着现代化科技的进步,在很多工业控制场合需要非常精确的控制温度的变化,而在日常生活中,水温的智能控制应用也非常广泛,在这种环境下,便提出了智能水温控制系统。

本设计一单片机AT89C51为控制核心,用K型热电偶作温度传感器,信号经放大后输入模数转换器ADC0809,转换后的数字量输入到单片机AT89C51中。

单片机中采用PID控制算法对测量数据和设定数据进行处理,处理后的数据经数模转换器DAC0832转换为模拟量,以此来控制全隔离单相交流调压模块,从而控制锅炉水温稳定与设定值。

二、温度控制系统方案设计采用K型热电偶测量温度,讲温度信号放大后通过A/D 转入单片机,单片机进行数滤波和PID运算处理后,结果经DAC0832转换为模拟量对全隔离单相交流调压模块进行控制,达到控制电炉水温的目的。

系统方案如图1所示。

三、温度控制系统硬件设计温度控制系统硬件包括:AT89C51单片机最小系统模块、A/D转换模块、D/A转换模块、信号放大电路、温控电路以及其它外围电路。

3.1 单片机的选择AT89C51是ATMEL公司采用CM0S工艺生产的低消耗、高性能8位单片机,与MCS-51单片机兼容,其功能特点为:(1)4K字节闪烁存储器(FLASH),可进行1000次写。

(2)静态操作,外界OHZ-24MHZ晶振。

(3)三层程序存储器锁。

(4)128字节内部数据存储器(RAM)。

(5)32跟可编程输入,输出线。

(6)两个6位定时/计数器。

(7)六个中断源。

(8)一个可编程串口。

(9)支持低功耗模式和掉电模式。

非常适合用作控制系统设计。

3.2传感器电路和信号放大电路采用K型热电偶作为温度传感器,它是一种能测量较高温度的廉价热电偶。

它的价格便宜,重复性好,产生的热电势大,约为0.041mV/度,因而灵敏度很高,而且它的线性很好。

虽然其测量精度略低,但完全满足工业测量要求,所以它是工业最常用的热电偶。

基于AT89C51的温度控制器设计毕业设计

基于AT89C51的温度控制器设计毕业设计

题目: 基于AT89C51的温度控制器设计摘要温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一,随着传感器在生产和生活中的广泛应用,利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。

随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研各个领域。

数字式温度计以数字温度传感器作感温元件,它以单总线的连接方式,使电路大大的简化。

传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器,这类传感器可靠性差,测量温度准确率低且电路复杂。

因此,本温度计摆脱了传统的温度测量方法,利用单片机对传感器进行控制,这样易于智能化控制。

本次设计采用AT89C51单片机作为控制芯片,采用半导体集成温度传感器AD590采集温度信号来控制外围电路。

关键词:温度传感器;AT89C51单片机;AD590温度传感器ABSTRACTthe temperature detection and control is the process of industrial production is one of the typical applications, with the sensor in the production and life of the more widely used, use of novel single bus digital temperature sensor to realize the temperature measurement and control get faster development, with the era of progress and development, single-chip technology has spread to our life, work, research, each field. A digital thermometer with digital temperature sensor as a temperature-sensing element, with single bus connection, so that the circuit is greatly simplified. The traditional temperature detection mostly by the thermistor as a sensor, the sensor reliability, accurate temperature measurement rate and low circuit complexity. Therefore, the thermometer out of traditional method of temperature measurement using MCU, sensor control. It is easy to intelligent control.Key words: temperature sensor; AT89C51 microcontroller; AD590 temperature sensor目录1 系统总体方案设计 (1)2 系统硬件设计 (1)2.1 中央处理器 (1)2.1.1 AT89C51简介 (1)2.1.2特殊功能存储器 (2)2.1.3芯片擦除 (2)2.1.4复位电路的设计 (2)2.1.5时钟电路设计 (3)2.2 温度传感器AD590 (3)2.3 信号调理电路 (4)2.4 A/D转换 (5)2.5 LED显示 (7)2.6 控制电路 (9)3 系统软件设计 (10)3.1程序初始化 (12)3.2主程序 (12)3.3 A/D转换子程序 (13)3.4 标度转换子程序 (14)3.5控制子程序 (14)3.6 键盘子程序 (14)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 系统总体方案设计本次设计采用MCS-51单片机作为控制芯片,采用半导体集成温度传感器AD590采集温度信号。

基于AT89C51单片机的电加热炉温度控制系统的设计

基于AT89C51单片机的电加热炉温度控制系统的设计

职业技术学院毕业设计(论文)题目:基于AT89C51单片机的电加热炉温度控制系统院系:机电工程学院专业:电气自动化班级:电气13302******学号:**********指导老师:方*完成日期:2016年3月摘要随着国民经济的发展,人们对生活质量的要求越来越高,各种电子产品开始进入人们的生活并成为人们生活不可或缺的一部分,因此对电子产品的自动化控制的要求也越来越高,本设计正是选用了其中具有代表性的电加热炉作为研究对象。

本设计以单片机为核心对电加热炉的温度进行监测和控制,采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。

为了实现高精度的温度控制,本单片机系统采用PID算法控制,通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开,从而用改变加热时间的方法来实现对温度的控制。

本系统由按键显示和温度采样控制以及上下限报警几个模块组成,通过模块间的通信完成温度设定、实际温度和测量温度的显示等功能。

本文对系统的硬件、选型、软件中流程控制的实现均有较为详细的阐述,对使用的编程软件也有描述,对于本系统的控制特点也进行总结说明,比较详尽地叙述了整个系统的相关事宜。

关键词:单片机、PID算法、温度控制。

AbstractAlong with the development of national economy, the people to the requirements of the quality of the life more and more high, all kinds of electronic products began to enter into the people's life and become an integral part of life, so the requirements of electronic products of automation control also become more and more high, this design is just choose the electric heating which one is representative as the research object.This design with the single chip processor as the core to monitoring and control electric heating temperature, Using the monolithic control has not only to control convenient, simple and flexible and other advantages, and can greatly increase the specifications of temperature, which can greatly improve the quality and quantity of products.In order to realize high precision temperature control, the SCM system adopts PID control algorithm, through controlling the on and off of the Bidirectional controllable silicon and the method of changing the heating time to achieve the control of the temperature. The system is composed of button display and temperature sampling control and upper alarm several modules, through the communications of the module to realize temperature set, and the display function of the actual temperature and measuring temperature.This article is detailed in hardware, selection, software process control realization of the system, and also describes the programming software , control characteristic and also summarizes that more exhaustive account of the system related issues.Key words :Microcontroller、Temperature control、PID algorithm.目录第一章绪论 (1)1.1课题背景及国外研究概况 (1)1.2自动控制理论及其发展 (2)1.3课题的建立以及本文完成的主要工作 (4)第二章总体方案设计 (5)2.1总体方案的确定 (5)2.2系统组成 (6)第三章单片机技术和PID算法 (7)3.1AT89C51简介 (7)3.1.1单片机的引脚介绍 (7)3.1.2单片机的存储结构 (10)3.2PID算法介绍 (11)3.2.1 PID算法的数字化 (12)3.2.2 PID算法的运用 (12)第四章系统硬件设计 (14)4.1系统概况 (14)4.2功能模块 (15)4.2.1单片机控制模块 (15)4.2.2数据转换与采集模块A/D0808 (16)4.2.3按键选择模块 (17)4.2.4显示模块 (17)4.2.5报警模块 (18)4.2.6输出模块 (18)4.3总体方案的实现和元器件清单 (19)4.3.1系统的整体设计 (19)4.3.2元器件清单 (20)第五章系统软件设计 (21)5.1P ROTUES7软件概况 (21)5.2WAVE6000软件简介 (23)5.2.1软件概况 (23)5.2.2程序界面 (23)5.3子程序设定 (24)5.4程序流程 (24)5.5程序仿真调试 (31)5.5.1 WAVE6000仿真调试 (31)5.5.2软硬连调 (32)第六章课题特点 (33)6.1单片机技术应用 (33)6.2PID算法的运用 (33)6.3软件的调试仿真 (33)结论 (34)参考文献 (36)附录 (37)致 (56)电加热炉温度控制系统的设计第一章绪论1.1课题背景及国外研究概况温度控制系统在国各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。

基于单片机的热电偶冷端温度控制论文

基于单片机的热电偶冷端温度控制论文

基于单片机的热电偶冷端温度补偿设计摘要:热电偶的冷端温度控制系统以AT89C51单片机为中心控制器件,主要由温度传感模块,A/D转换放大模块,单片机编程模块,显示模块等部分组成。

温度信号由热电偶采集,经MAX6675进行冷端补偿并放大,然后送入单片机内。

显示部分由“人机交互界面”的1602液晶显示,增加可读性。

该系统具备较高的测量精度,能较好的完成设计要求。

Thermocouple cold end temperature control system based on AT89C51 single chip microcomputer as the central control device, mainly by the temperature sensing module, A / D conversion amplification module, MCU programming module, display module and other components. The temperature signal acquisition by thermocouple cold end compensation, by MAX6675 and amplification, and then into the single chip computer. The display section by" interface" of the 1602 liquid crystal display, increase readability. The system has higher accuracy, and better able to complete the design requirements.目录1.引言…………………………………………………………………………………设计任务及要求…………………………………………………………………设计方案…………………………………………………………………………2.1各模块的电路的方案选择及论证…………………………………………2.1.1温度采集及控制模块……………………………………………………2.1.2 主机控制模块…………………………………………………………2. 1. 3显示模块…………………………………………………………………………2.2系统各模块的最终案……………………………………………………………3.功能模块设计和参数计算…………………………………………………………3.1温度采集及控制部分……………………………………………………3.2 单片机控制部分……………………………………………………3.3数字显示部分…………………………………………………4.软件设计…………………………………………………………………4.1主程序………………………………………………………………4.2 液晶显示模块………………………………………………………5.系统测试及结果分析…………………………………………………………5.1实用仪器及型号………………………………………………………5.2.2温度数据采集测试记录……………………………………………6.总结………………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………1.引言热电偶在热处理炉温控制,航空发动机排气温度点检等100~1300摄氏度高温度测量领域有着广泛的应用,测量精度意义重大。

AT89C51基于单片机温度控制系统设计毕业论文

AT89C51基于单片机温度控制系统设计毕业论文

AT89C51基于单片机温度控制系统设计毕业论文毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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基于AT89C51单片机的热电偶测温系统设计摘要热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器,在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。

本文设计了基于单片机的热电偶测温系统,该测温系统由温度测量电路、运算放大电路、A/D转换电路及显示电路组成,以AT89C51单片机为主控单元。

文中首先介绍了热电偶的测温原理,热电偶冷端补偿方法,结构形式,及其特点等,另外简答介绍了硬件平台中相关模块的功能及用法。

另外对硬件电路包括温度转换芯片MAX6675、K型热电偶、89C51单片机、数码管等元器件及温度采集电路、温度转换电路、数码管显示电路做了详细的介绍及说明。

关键词温度传感器热电偶热时间常数冷端补偿The thermocouple temperature measurement systembased on single chip microcomputerABSTRACTThermocouple sensor is currently the most widely used in non-contact temperature measurement of thermoelectric sensors, in the industry with a temperature sensor and its important status. This paper designed the thermocouple temperature measurement system based on single chip microcomputer, the temperature measurement system composed of temperature measuring circuit, operational amplifier circuit, A/D conversion circuit and display circuit, AT89C51 single chip processor as the main control unit. This paper first introduces the principle of thermocouple temperature measurement, the thermocouple cold junction compensation method, structure form, and its characteristics, etc., in the hardware platform are introduced another short answer function and usage of related modules. In addition to hardware circuit including temperature conversion chip MAX6675, K type thermocouple, 89 c51, digital tube and other components and temperature acquisition circuit, temperature conversion circuit, digital tube display circuit made detailed introduction and description.KEY WORDS Temperature sensor Thermocouple Thermal time constant Cold junction compensation1绪论温度是反映物体冷热状态的物理参数,对温度的测量在冶金工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工、国防、科研等领域中有广泛地应用。

在某些特殊的场合对温度的检测速度有很高的要求,例如:在测量汽车发动机吸入空气的温度的时候,就要求热响应时间小于1s;航天飞机的主发动机的温度测量要求0.4s 内完成等。

因此针对以上问题就有人提出温度快速测量的思想。

通常用来测量温度的传感器有热电阻温度传感器、热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器等几种。

这些常用温度传感器一般的温度测量中可以满足响应速度的问题。

但在特殊的场合就不能达到快速检测的要求,例如在气体温度测量时候,由于温度传感器自身的热滞特性,而气体传热过程又比较缓慢,气体温度测量就有很大滞后。

工业常用的精度较高的温度传感器有铂热电阻、半导体温度传感器等。

铂热电阻具有温度测量范围大、重复性好、精度高等特点,但是响应不是很快,特别是在对气体温度测量时至少要几秒钟,在某些工作环境比较特殊的场合,如高压环境下,还需使用铠装的铂热电阻,更是延缓了热响应速度。

半导体温度传感器分热敏电阻和PN结型温度传感器两种。

热敏电阻非常适合对微弱温度变化的测量,但是缺点是非线性严重;PN结型的特点是体积小、线性输出、精度高,但是不能使用在液体环境,对气体温度变化响应也较慢[1]。

所以用温度传感器一般都存在着对气体温度变化响应较慢的问题。

在对温度实时性测量要求比较高的系统,运用常用温度测量方法很难做到对温度的快速测量,对系统的精度影响就很大。

在工业过程控制与生产制造领域普遍使用具有较高测温精度及测温范围的热电偶做测温元件。

在工业标准热电偶中,K型(镍铬-镍硅)热电偶由于具有价格低廉、输出热电势值较大、热电势与温度的线性关系好、化学稳定性好、复制性好、可在1000℃下长期使用等特点,因而是工业生产制造部门应用最广泛的热电偶元件。

但是将热电偶应用在基于单片机的嵌入式系统领域时,却存在着以下几方面的问题[2]。

①非线性:热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系,因此在应用时必须进行线性化处理。

②冷端补偿:热电偶输出的热电势为冷端保持为0℃时与测量端的电势差值,而在实际应用中冷端的温度是随着环境温度而变化的,故需进行冷端补偿。

③数字化输出:与嵌入式系统接口必然要采用数字化输出及数字化接口,而作为模拟小信号测温元件的热电偶显然无法直接满足这个要求。

在许多热工实验中,往往面临热电偶冷端温度问题,不管是采用恒温补偿法(冰点补偿法)还是电桥补偿法,都会带来实验费用较高、实际的检测系统较复杂.难以达到实时测量、接口转换电路复杂等问题,而随着计算机测控技术在工业生产制造领域的普遍应用,温度参数的微机化测量与控制已成为必然趋势。

因此我们必须解决对热电偶测量信号的放大调理、非线性校正、冷端补偿、模数转换、数字输出接口等一系列复杂的问题,以及解决模拟与数字电路硬件设计过程和建表、查表、插值运算等复杂的软件编制过程,以达到使电路简化,成本减少,增加系统可靠性的目的。

鉴于上面的分析,本论文主要任务是设计一种基于高精度K型热电偶传感器的快速测温系统。

采用带有冷端补偿的温度转换芯片MAX6675、K型热电偶、89C51单片机、数码管等元器件设计出相应温度采集电路、温度转换电路、温度控制电路、超量程报警电路、数码管显示电路。

系统用单片机对带有冷端补偿的温度转换芯片MAX6675进行控制,要达到任务书中的技术指标,并对系统进行protuse的调试和仿真试验,使其具有良好的实用性能,能够实现对固体表面、液体和气体温度的高精度快速测量。

2系统原理概述2.1 热电偶测温基本原理热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路[2],当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。

两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端(热端),温度较低的一端为自由端(冷端),自由端通常处于某个恒定的温度下。

根据热电动势与温度的函数关系制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。

在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。

因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后即可知道被测介质的温度。

热电偶的热电势,应注意如下几个问题:1、热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;2、热电偶所产生的热电势的大小当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;3、当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关。

若热电偶冷端的温度保持一定,这时热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。

2.2热电偶冷端补偿方案确定热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。

若测量时,冷端的(环境)温度变化,将影响严重测量的准确性。

在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。

2.2.1分立元气件冷端补偿方案方案一的热电偶冷端温度补偿器件是由分立元件构成的,其体积大,使用不够方便,而且在改变桥路电源或热电偶类型时需要重新调整电路的元件值。

主要包括温度采集电路、信号放大电路、A/D转换电路、热电偶冷端补偿电路、数码管显示电路等。

2.2.2集成电路温度补偿方案方案二采用热电偶冷端补偿专用芯片max6675,max6675温度转换芯片具有冷端温度补偿及对温度进行数字化测量这两项功能[5]。

一方面利用内置温度敏感二极管将环境温度转换成补偿电压,另一方面又通过模数转换器将热电势和补偿电压转换为代表温度的数字量, 将二者相加后从串行接口输出的测量结果,即为实际温度数据。

主要包括温度采集电路、max6675温度转换电路、数码管显示电路等。

2.2.3方案确定综合对比以上两种方案,方案一电路复杂,且测量不精确照成误差较大,方案二采用集成温度转换芯片不仅能很好的解决冷端温度补偿及温度数值化问题,并消除由热电偶非线性而造成的测量误差,且精确度高,可实现电路的优化设计。

故最后采用方案二。

2.3硬件组成原理本系统硬件主要由热电偶温度采集电路、MAX6675温度处理电路、89C51单片机控制电路、超量程报警电路和数码管显示电路组成。

热电偶采用分度号为K的热电偶,为了减少外界信号的干扰通过双绞线跟MAX6675芯片直接相连接。

MAX6675芯片通过SPI串行接口传输数据,采用的89C51单片机对带有冷端补偿的温度转换芯片MAX6675进行控制。

本系统设计还具有报警的特点,当所测量的温度低于零摄氏度或者高于400摄氏度时报警电路发出警报。

显示电路由89C51单片机通过锁存器对四位共阳数码管控制,数码管工作需要较大的电流采用型号为8550的PNP三极管进行控制,当所测温度在规定范围内时就可以通过数码管快速显示出来。

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