【正文】 有冷端溫度修正法、冷端0℃恒溫法、冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法(補(bǔ)償電橋法)。利用冰點(diǎn)作為參考點(diǎn)，通過(guò)查找適當(dāng)表格中的VH可以確定熱端溫度。冷端溫度為0℃ (冰點(diǎn))時(shí)是一種最簡(jiǎn)單的情況，如果TC = 0℃，則VOUT = VH。因?yàn)閂H和VC是由兩個(gè)結(jié)的溫度差產(chǎn)生的，VOUT也是溫差的函數(shù)。只要兩執(zhí)著點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，則在該回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。本設(shè)計(jì)以STC89C52RC單片機(jī)為核心，由熱電偶測(cè)量熱端溫度T，經(jīng)過(guò)放大電路和ADC0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 再由單片機(jī)進(jìn)行線性化處理，最后由1602字符型LCD顯示測(cè)量溫度。內(nèi)蒙古科技大學(xué)智能儀表綜合訓(xùn)練設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：熱電偶的線性化LCD顯示學(xué)生姓名：……………………學(xué) 號(hào)：0605112130專 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器班 級(jí)：…………指導(dǎo)教師：………… 教授摘 要溫度測(cè)量應(yīng)用中有多種類型的傳感器，熱電偶是最常用的一種。該設(shè)計(jì)的軟件由C51語(yǔ)言編寫(xiě)，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。環(huán)路電壓是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫差的函數(shù)。定標(biāo)因數(shù):α，對(duì)應(yīng)于電壓差與溫差之比，稱為Seebeck系數(shù)。這種情況下，熱端測(cè)量電壓是結(jié)點(diǎn)溫度的直接轉(zhuǎn)換值。但在大多數(shù)應(yīng)用中獲得一個(gè)冰點(diǎn)參考溫度不太現(xiàn)實(shí)。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線分為補(bǔ)償型和延伸型兩種，延伸型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導(dǎo)線代替。這種配置允許熱電偶在沒(méi)有獨(dú)立參考結(jié)點(diǎn)的條件下使用。計(jì)算法就是先測(cè)出熱電偶參考端的溫度,然后按下式計(jì)算（1）： (1)式中: 為熱電偶測(cè)量端溫度為, 參考端溫度為時(shí)的熱電勢(shì)； 為熱電偶測(cè)量端溫度為，參考端溫度為時(shí)的熱電勢(shì)；為熱電偶測(cè)量端溫度為, 參考端溫度為時(shí)的熱電勢(shì)[1]。3. 數(shù)據(jù)壓縮法：即將分度表進(jìn)行壓縮處理，減少數(shù)據(jù)表字節(jié)數(shù)，通過(guò)軟件的適當(dāng)計(jì)算得出所測(cè)溫度。在該熱電偶測(cè)溫儀表中，需要將測(cè)量的溫度通過(guò)熱電偶轉(zhuǎn)換成0～+5V的電壓信號(hào)，再將對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的00～FFH的數(shù)字量DX。線性表度變換公式（2）： （2）該式是線性化標(biāo)度變換的通用公式。 N型熱電偶的線性化標(biāo)度變換表溫度t(℃)熱電勢(shì)Et(mV)放大器輸出u(V)轉(zhuǎn)換值T00000T113020T226043T339067T452094T5650121T6780148T7910175T81040202T91170229T1013005255第二章 熱電偶線性化的總體方案設(shè)計(jì)熱電偶是最廣泛的溫度傳感器之一，它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便、熱慣性小、穩(wěn)定性及復(fù)現(xiàn)性好、溫度測(cè)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，適用于信號(hào)的遠(yuǎn)傳、自動(dòng)紀(jì)錄和集中控制，在溫度測(cè)量中占有重要地位。 硬件設(shè)計(jì)方案，由圖可知顯示器采用的是單片機(jī)STC89C52RC進(jìn)行核心編程；A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832，實(shí)現(xiàn)05V模擬電壓到8位數(shù)字量的轉(zhuǎn)換；LCD1602實(shí)現(xiàn)溫度t以及A/D轉(zhuǎn)換值的實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)采集是向ADC0832發(fā)出控制信號(hào)，將模擬量采入并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳給STC89C52進(jìn)行處理；線性化標(biāo)度變換處理是將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量與模擬量構(gòu)成的線性關(guān)系，再還原為與之對(duì)應(yīng)的模擬量，由LCD顯示程序進(jìn)行顯示。在N型熱電偶的正極中增加Cr，Si含量使鎳鉻合金的氧化模式由內(nèi)氧化轉(zhuǎn)變成外氧化，致使氧化反應(yīng)僅在表面進(jìn)行；又在負(fù)極中增添溶質(zhì)元素Mg與Si，使金屬與氧化物間的鈍化膜更加致密，阻止“綠蝕”現(xiàn)象向內(nèi)部擴(kuò)散。 在250～550℃范圍內(nèi)的短期熱循環(huán)穩(wěn)定性好。 在250～550℃范圍內(nèi)抑制了磁性轉(zhuǎn)變，不再出現(xiàn)熱電動(dòng)勢(shì)明顯地不規(guī)則變化。在中子輻照環(huán)境下具有良好的穩(wěn)定性。在400～1300℃范圍內(nèi)，N型熱電偶非線性誤差僅占1300℃%。 單片機(jī)STC89C52及其外圍接口電路 單片機(jī)STC89C52簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)采用STC89C52RC/RD+系列單片機(jī)，是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇[5]，可以用串口（）下載用戶程序，實(shí)現(xiàn)在線編程功能。在讀/寫(xiě)外部存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出高8位地址信號(hào)A15—A8。8. XTAL1：片內(nèi)晶振電路反向放大器輸入端，接CPU內(nèi)部時(shí)鐘電路； XTAL2：片內(nèi)晶振電路反向放大器輸出端；9. RST：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效；10. VCC：電源引腳，VSS：電源地。接入的電容分別為C1和C2，電容值為30PF；復(fù)位電路選擇為上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng) 單片機(jī)STC89C52外圍接口電路按鍵復(fù)位相結(jié)合的方式，按鍵通過(guò)按動(dòng)K0鍵可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位，接入C3 10uF的電容能夠保證芯片可靠的復(fù)位；芯片的供電采用+5V的供電電源，為了防止高頻信號(hào)的干擾，可在電源端與地之間接入C5 ；此外引腳應(yīng)該接入高電平信號(hào)，以使在程序調(diào)用時(shí)順序?yàn)閺钠瑑?nèi)到片外。 可以有效地抑制工頻干擾等共模噪聲[6]。 ADC0832以及差分放大電路的接線圖2)高共模抑制比CMRR。因此，共模抑制比高等優(yōu)點(diǎn)，可作為熱電偶線性化溫度測(cè)量的放大器使用。 片選使能，低電平芯片使能；178。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制；178。正常情況下ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。當(dāng)此2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。到第3 個(gè)脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開(kāi)始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。因此，我們只要寫(xiě)入顯示字符的ASCII碼即可，這種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)給使用帶來(lái)很大的方便。 芯片工作電壓:—178。第3引腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第6引腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。在將ADC0832的端口定義好后，用CS=0選通ADC0832，之后，將DI端置1，開(kāi)始AD轉(zhuǎn)換，然后送入通道0或者1的選擇信息，在DO端先輸出D7D0數(shù)據(jù)，再輸出D0D7數(shù)據(jù)，然后比較兩次輸出的數(shù)據(jù)值是否相等，若不相等，繼續(xù)采樣，若相等，返回采樣值。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。在整個(gè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，硬件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，其中主處理器選用的芯片是STC89C52RC,A/D轉(zhuǎn)換部分選用的芯片是ADC