【正文】 選用放大器AD620。 K型熱電偶 K型熱電偶特點K型熱電偶是目前使用量最大的一類熱電偶，此種熱電偶正極為質量分數為10%的鎳鉻合金(KP)，負極為硅質量分數為3%的鎳硅合金(KN)。如果保持參考端溫度恒定，熱電勢就變成測量端溫度的單值函數。℃相同的狀態(tài)，這種調整叫做冷端補償。4)補償式當熱電偶的兩接點溫度分別為t和t。熱電偶信號的放大單元由低溫漂、低偏置電流、高共模抑制比、低噪的精密儀表放大器AD620為核心，加上激勵電源電路、零位調整電阻、增益調整電阻、輸出限幅保護電路等組成。熱電偶信號變化非常緩慢，在本系統(tǒng)中采用二階有源低通濾波來濾除信號中的無用信號。本系統(tǒng)實際濾波電路如圖32所示 濾波電路 A/D轉換電路系統(tǒng)將熱電偶檢測到模擬信號送入A/D轉換器轉換為數字量信號，再送入單片機中，單片機便可對這些數據進行處理。與8 位和16 位的A/D 轉換器相比，12 位A/D 轉換器以其較高的性價格比而在儀器儀表中得到廣泛的應用。一方面，要求量化誤差在總誤差中所占的比重要小。采用智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件，測溫范圍為－55℃～＋125℃，℃。（6） ，12位分辨率時最多在750ms內把溫度值轉換為數字，速度更快。但在工業(yè)測控現場，占主導地位的還是8位機和16位機，對本課題涉及到的智能測溫儀表，運用單片機的主要目的是構成一個具有一定判斷、運算能力以及具有存儲、顯示等功能的智能測量儀表，所以選擇質優(yōu)價廉的8位單片機作為系統(tǒng)微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。K1的功能是：設定報警最高溫度、最低溫度和報警功能。第4章 軟件設計第4章 軟件設計硬件電路設計完成之后，系統(tǒng)的主要功能將依賴于系統(tǒng)軟件來實現。3)A51宏匯編器:從80C51匯編源代碼產生可重定位的目標模塊。整個應用程序主要包括系統(tǒng)主程序的設計、數據采集以及鍵盤顯示子程序等模塊組成。： 計算溫度子程序 顯示數據刷新子程序顯示數據刷新子程序主要是對分離后的溫度顯示數據進行刷新操作，當標志位為1時將符號顯示位移入第一位。其中DS18B20的主要用途在于測量K型熱電偶冷端溫度，以便通過單片機來實現對于K性熱電偶的冷端補償，提高其測溫精度。由于作者時間和經驗不做，技術水平有限，本智能溫度測量儀表還需在以后的使用和研究過程中加以改進和完善。路青起副教授追求真理、獻身科學、嚴以律己、寬已待人的崇高品質對學生將是永遠的鞭策。（保密的畢業(yè)設計（論文）在解密后應遵守此規(guī)定）畢業(yè)設計（論文）作者簽名：指導教師簽名：日期：畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明秉承學校嚴謹的學風與優(yōu)良的科學道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設計（論文）是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。sbit DQ = P1^3。 //拉高總線 delay_18B20(14)。 // 給脈沖信號 dat=1。 i) { DQ = 0。 unsigned int t=0。 //讀取溫度寄存器等（共可讀9個寄存器） 前兩個就是溫度 a=ReadOneChar()。 } P2 = 0xff。 P2 = 0xff。 }}includeincludeincludedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit spk=P3^3。 TR1=1。 TR0=1。i120。 TL0=tl。 //裝載計數初值 array[i]=ads7804()。 //清溢出標志 TH0=th。 //計算計數初值 TMOD=0x01。 //允許T2,UART,T0,T1中斷 InitialUart() //串口初始化 }/*******************************************************************************名稱：delay_ms*功能：延時*入口參數：ms 為延時數*返回值：無******************************************************************************/void delay_ms(unsigned char ms) { uchar i。 TH0=0xEE。 //T1工作在方式2,T0工作在方式1 TH1=255。 P2 = 0xdf。 P2 = 0xf7。 while(1) { //溫度測量頻率沒有必要太高，太高反而影響數碼顯示 //所以用計數器加以控制 if(counter == 0) { tmp = ReadTemperature()。 WriteOneChar(0xCC)。 }}//讀取溫度ReadTemperature(void){ unsigned char a=0。 for (i=8。i0。 //單片機將DQ拉低 delay_18B20(80)。傳感器技術[J].2003,22(6):4546[12]樓順天，[M].北京：.[13][M].東京：安信印刷株式會社，1982[14] Family of single Chip Microputers User’s Mnual[M],[15]Analog Devises, Datasheet[EB/OL], 2006[16]孫秀蘭，:計量出版社，1985[17]申忠如，：西安交通大學出版 社,2006 附錄A 硬件電路圖附錄A 硬件電路圖附錄B 程序清單附錄B 程序清單include char disp[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}。本人保證畢業(yè)離校后，使用畢業(yè)設計（論文）工作成果或用畢業(yè)設計（論文）工作成果發(fā)表論文時署名單位仍然為西安工業(yè)大學。選用性能更優(yōu)的處理器，如ARM或DSP等處理器，以提高CPU的處理速度。2. 以AT89C51單片機作為微處理器，設計了智能溫度測量儀表的硬件系統(tǒng)，為了提高溫度測量的準確性，設計了濾波電路，放大電路。開發(fā)出一套以以單片機為核心的智能溫度測量儀表。然后分別轉換測量溫度小數位溫度BCD值以及整數位BCD值。本論文基于KeilC5l的開發(fā)環(huán)境用C語言編程對溫度測量系統(tǒng)的軟件進行了設計。 Keil5l集成開發(fā)環(huán)境的主要功能有以下幾點:1)uVision2forwindows:是一個集成開發(fā)環(huán)境，它將項目管理、源代碼編輯和程序調試等組合在一個功能強大的環(huán)境中。： 溫度報警 電路 本章小結本章建立了以AT89C51單片機為核心的溫度測量系統(tǒng)，在對K型熱電偶輸入信號的處理上，重點討論了熱電偶信號的放大和濾波處理，經過信號調理之后的溫度信號經過12位A/D轉換后送入單片機，同時采用數字溫度傳感器DS18B20對熱K型熱電偶進行冷端補償。 LED 顯示電路顯示系統(tǒng)采用7SEGMPX4CC LED數碼管，該器件結構簡單，價格低廉，可靠性好。AT89C51是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的 單片機。正是由于這一原因，國際上逐漸采用微控制器(MCU)代替單片微型計算機(SCM)這一名稱。℃。本系統(tǒng)采用數字溫度傳感器對K型熱電偶進行冷端補償，無須冰水槽，只需利用一片Ds18BZo單線式數字溫度傳感器測量冷端溫度，利用軟件即可實現對不同型號熱電偶的冷端溫度補償，這種方法補償準確度高，所需補償電路簡單，特別適用于各種智能式溫度測量系統(tǒng)中。轉換精度是A/D轉換模塊的一個重要指標，對于測控系統(tǒng)，模擬信號經過測量裝置之后才達到A/D轉換器進行處理，總的轉換誤差山測量誤差和量化誤差共同決定。ADS7804是美國BURRBROWN公司推出的一種12位A/D轉換器。為了很好地抑制工頻干擾，本文選擇的是巴特沃斯型的低通濾波器所以本文將轉折頻率設得比較低(小于8HZ)。一單片結構形式和激光晶片修整技術允許電路元件緊密匹配和統(tǒng)調，從而保證了該芯片具有良好的電氣性能。本文采用室溫法，選擇數字溫度傳感器DS18B20進行冷端溫度的測量以進行補償。3)恒溫槽式利用溫度調節(jié)器將參考端溫度保持恒定?！?然而在實際應用中，冷端溫度的變化，給測量帶來誤差。另外如果長期應用在帶輻射環(huán)境中，此型熱電偶的負極中的錳、鉻等元素會發(fā)生蛻變，使其穩(wěn)定性變差。根據熱電偶測溫的特點，提出了本文智能測溫儀表的系統(tǒng)方案。熱電偶輸出信號是微弱的低頻信號，因此需要進行放大和濾除高頻信號的干擾，因此需要進行信號調理。另外參考端的溫度恒定也是使用的一個限制條件，在使用時需要進行冷端溫度補償以減少測量誤差。因而熱電偶結構簡單，裝配及維修也比較方便，價格也比較便宜。2．紅外測溫系統(tǒng)紅外測溫系統(tǒng)是一種非接觸式測溫，紅外測溫系統(tǒng)由光電探測器、光學系統(tǒng)、信號放大器及信號處理等部分構成。熱電阻大都由純金屬材料制作而成，目前應用最多的是銅和鉑。2)加強新原理、新材料、新工藝的開發(fā)，如近來已開發(fā)的炭化硅薄膜熱敏電阻溫度檢測器，厚膜、薄膜鉑電阻溫度檢測器，硅單晶熱敏電阻溫度檢測器等。應用上述原理，欲測量工程管道內的流體溫度，在此不用加熱器，而在管道內部安放一塊與管道具有相同材質的墊片。(5)用耐熱數據記錄儀與短熱電偶相結合測量表面溫度分布。光纖式溫度分布測量裝置是用一只傳感器就能測出線狀溫度分布的一種新型傳感器件。3)利用熱電效應技術制成的溫度檢測元件利用此技術制成的溫度檢測元件主要是熱電偶。實際使用中常采用查表法或者線性插值法進行線形校正。熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器都屬于分立式溫度傳感器，其本身就是一個完整、獨立的感溫原件。C，沸點為100176。整個軟件設計中主要包括系統(tǒng)主程序的設計、鍵盤顯示子程序以及數據采集等模塊組成，測溫程序適用于AT89C51單片機。為準確測量溫度，本論文將熱電偶測溫技術與單片機技術結合起來，設計了數字式智能測溫儀表，該儀表采用單片機芯片AT89C51作為微處理器，K型熱電偶(鎳鉻一鎳硅)作為溫度傳感器，數字溫度傳感器DS18B20進行K型熱電偶冷端溫度的測量，以對熱電偶進行冷端補償，以便準確測量其溫度。溫度是人類生產活動，科學實驗，日常生活需要大量進下的測量的一個非常重要的物理量。根據水這兩個固定溫度點來對玻璃水銀溫度計進行分度。 但是由于溫度目標測量范圍較大，各方面條件而限制不能較好的提高測量精度。因此在本論文中嘗試使用數字溫度傳感器DS18B20作為其冷43西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）端補償，以修正測量溫度，求得實際的溫度。、由線到面溫度分布的測溫技術(l)多芯熱電偶。光纖溫度測量裝置由于用光纖傳輸或敏感溫度，具有電磁絕緣性好、高靈敏度、體積小、重量輕，便于在特殊場合下安裝等特點。但是，有時卻受到很多制約，有時不能直接插入。通常都是采用帶有電纜的有線連接方式。該儀表采單片機芯片AT89C51作為微處理器，K型熱電偶(鎳鉻一鎳硅)作為溫度傳感器，通過熱電偶測量溫度模擬量，經信號調理電路濾除干擾之后，利用ADS7804模數轉換芯片送入單片機。鉑電阻精度高，適用于氧化性和中性介質，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高則電阻變化率越小 。但是由于測溫系統(tǒng)測量環(huán)境的隨機性，導致了紅外測溫系統(tǒng)應用時需要考慮環(huán)境對溫度測量的影響，還有就是紅外測溫系統(tǒng)的經濟性沒有熱電偶和熱電阻好，因此實際工業(yè)生產中使用的不是很廣泛。4)測溫范圍較廣隨著熱電偶材料的發(fā)展，熱電偶的測溫范圍也日趨廣闊。由于K型熱電偶的線性度好、測溫范圍寬、抗氧化能力較強、靈敏度高、熱電勢率比較高，在氧化和還原氣氛中輸出熱電勢都比較穩(wěn)定。濾波部分采用有源低通濾波，有源器件選擇高精度、低噪聲、價格低廉的運算放大器OP07來實現對熱電偶信號的濾波。由于鎳硅合金親磁，所以可以用磁鐵方便的判斷出K型熱電偶的負極。如果參考端的溫度是變化的，引入的測量誤差也是變量。.實際工業(yè)生產和實驗研究中，熱電偶冷端補償的方法有多種，每種補償方法的特點各不相同。時，熱電動勢為: EABt,tn=EABt,t0EABtn,t0 (31)如果在線路中串接一個電勢為V=EABtn,t0,則總的輸入電勢為: EABt,tn+V=EABt,t0 (32)這樣就可以得到準確的測量結果。AD620是一種低功耗、高精度儀表放大器，它只需要一個外接電阻，即可設置各種增益(l1000)。OP07高精度運放具有極低的輸入失調電壓、極低的失調電壓溫漂、低的輸入噪聲電壓幅度及長期穩(wěn)定等特點。轉換精度是A/D轉換模塊的一個重要指標，對于測控系統(tǒng)，模擬信號經過測量裝置之后才達到A/D轉換器進行處理，總的轉換誤差山測量誤差和量化誤差共同決定。ADS7804 芯片采用28 英寸PDIP（塑料雙列直插式）封裝， 英寸，比一般DIP28 封裝窄一倍，所以俗稱瘦型DIP；ADS7804 采用單5V 電源供電；芯