【正文】 到放大并穩(wěn)定輸出電壓的作用；濾波單元采用集成運(yùn)放組成的有源濾波器, 由兩節(jié)RC濾波電路和反相比例放大電路所組成, 開環(huán)電壓增益的輸入阻抗很高，輸出阻抗較低,而且具有一定的電壓放大和緩沖作用；溫度補(bǔ)償單元采用二極管溫度補(bǔ)償電路,利用半導(dǎo)體受到外界的光和熱的刺激時(shí)，其導(dǎo)電性能將會(huì)發(fā)生其顯著變化，在將二極管的溫度補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)差動(dòng)放大以補(bǔ)償環(huán)境溫度的影響。 具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖同時(shí)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理也可以簡(jiǎn)述如下：當(dāng)由于某種原因（如電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電阻的變化等）使輸入電壓增加（或者負(fù)載電流減小）時(shí)，導(dǎo)致輸出電壓增加，取樣電路將這一變化趨勢(shì)送到A 的反向輸入端，并與同相輸入端電位VF進(jìn)行放大；反饋電壓也增加（為反饋系數(shù)）。因此，為使運(yùn)算放大器安全工作，也從這三個(gè)方面進(jìn)行保護(hù)。 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路示圖： 同相放大器電路圖 式（） 式（） 式（） 式（）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀的硬件電路設(shè)計(jì)=1+ 式（）為了得到23～24倍的放大倍數(shù)，根據(jù)式（）、式（）、式（）、式（）、式（），取標(biāo)稱值=10KΩ；；取10KΩ的可調(diào)電位器（用來調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)）；為了對(duì)運(yùn)放進(jìn)行溫度補(bǔ)償，取1KΩ的熱敏電阻，傳感器S端輸出的信號(hào)經(jīng)過耦合電容進(jìn)入運(yùn)放A1中，取47的電容。當(dāng)=≥3，將有極點(diǎn)處在右半S平面或者虛軸上，電路將自激振蕩。具有地址鎖存控制的8路模擬開關(guān)，應(yīng)用單一+5V電源，其模擬量輸入電壓的范圍為00H—FFH，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100，無須調(diào)零或調(diào)整滿量程。量化后的數(shù)值最后還須通過編碼過程用一個(gè)代碼表示出來。轉(zhuǎn)換時(shí)間= ；總線周期數(shù)=（1617）us*2MHz=3234；為了滿足ADC模塊的特性，ADC時(shí)鐘頻率必須在500kHz2MHz之間，典型值為1MHz。內(nèi)含一個(gè)布爾運(yùn)算器，可直接對(duì)數(shù)據(jù)的位進(jìn)行操作和運(yùn)算，特別適用于邏輯控制。當(dāng)采用外部振蕩器為時(shí)鐘源時(shí)，此腳必須接地。此端驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL。當(dāng)P1口用做輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向P1口鎖存器（地址90H）寫入全1，此時(shí)P1端口管腳會(huì)被內(nèi)部上拉電阻拉至高電平。(INT1):外部中斷1，低有效。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)電路包括兩大部分內(nèi)容：一是單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展部分設(shè)計(jì)，這包括存儲(chǔ)器擴(kuò)展和接口擴(kuò)展。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論5 結(jié)論隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，各行業(yè)不斷發(fā)展，尤其是電力工業(yè)發(fā)展迅速，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，電力設(shè)備是電網(wǎng)和變電站的核心設(shè)備，它的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全運(yùn)行。由于內(nèi)部的程序空間有限，不適合編寫較大、較復(fù)雜的程序，所以，這個(gè)系統(tǒng)適合于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)的應(yīng)用?！? P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，每位可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載，其功能和驅(qū)動(dòng)能力與P1口、P2口相同。在訪問外接擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，地址數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用。：程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端。（2）引腳及功能AT89C51單片機(jī)為40腳雙列直插式封裝結(jié)構(gòu)。而MCS51系列單片機(jī)一般采用HMOS和CHMOS工藝制造，CHMOS工藝比較先進(jìn)，不僅具有HMOS的高速性，同時(shí)還具有CMOS的低功耗。ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換電路的類型有關(guān)，由所選的時(shí)鐘源和分頻系數(shù)決定。數(shù)字信號(hào)不僅在時(shí)間上是離散的，而且在幅值上也是不連續(xù)的。為確保系統(tǒng)處理結(jié)果的精確度，A/D轉(zhuǎn)換器必須具有足夠的轉(zhuǎn)換精度；在實(shí)現(xiàn)對(duì)快速變化的信號(hào)的實(shí)時(shí)控制與檢測(cè)，還要求具有較高的轉(zhuǎn)換速度。 壓控電壓二階低通濾波器電路圖考慮到集成運(yùn)放的同相輸入端電壓為： 式（）而與的關(guān)系為 式（）對(duì)于節(jié)點(diǎn)A應(yīng)用KCL可得： 式（）將式（）、式（）、式（）聯(lián)立求解，可得電路的傳遞函數(shù)為= 式（）令，Q=，則有== 式（）式（）為二階低通濾波電路傳遞函數(shù)的典型表達(dá)式。即使考慮集成運(yùn)放參數(shù)的影響，輸入電阻也可達(dá)。選擇放大器時(shí)主要考慮放大器的帶寬和精度，放大器的滿度誤差和零位誤差多半是可調(diào)的，因此這里精度主要指溫漂和噪聲。在串聯(lián)型穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管T是核心元件，它的安全工作是電路正常工作的保證。 透射式遠(yuǎn)紅外探測(cè)器示意圖遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的整體，并能對(duì)各種信息進(jìn)行快捷的處理和顯示，因此,在進(jìn)行信號(hào)接收時(shí)首先利用遮光板對(duì)被測(cè)物體所發(fā)出的紅外輻射能量進(jìn)行有選擇的吸收，主要吸收其中的遠(yuǎn)紅外光譜。定位熱點(diǎn)，要發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)，儀器瞄準(zhǔn)目標(biāo)，然后在目標(biāo)上作上下掃描運(yùn)動(dòng),直至確定熱點(diǎn)。當(dāng)物體溫度高于絕對(duì)零度時(shí)都可以產(chǎn)生紅外輻射能量，且強(qiáng)度與其溫度成比例。溫度范圍：本設(shè)計(jì)的溫度范圍要求達(dá)到27～227攝氏度(分段)，溫度范圍應(yīng)與具體應(yīng)用的溫度范圍相匹配這是由測(cè)溫儀所工作的不同環(huán)境、要求所決定的。不必接觸被測(cè)物體,操作方便。用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀，可快速探測(cè)操作溫度的微小變化，在其萌芽期就可將問題解決，減少因設(shè)備故障造成的開支和縮小維修范圍，安全是使用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀最重要的益處。處在熱平衡狀態(tài)的理想黑體在溫度T時(shí)均勻地向四周輻射，從絕對(duì)黑體發(fā)射出來的單色輻射強(qiáng)度隨波長的變化規(guī)律由普朗克定律確定=（） 式()式中，第一輻射常數(shù)， == 5 W大氣是紅外輻射的主要傳輸介質(zhì),而組成大氣的對(duì)稱雙原子分子,在紅外線傳輸過程中不會(huì)引起分子電偶極矩的變化，不會(huì)造成傳輸衰減,不吸收15um以下的紅外線。m～6181。運(yùn)動(dòng)愈劇烈，輻射的能量愈大，反之愈小。實(shí)驗(yàn)中，他發(fā)現(xiàn)：放在光帶紅光區(qū)域以外的一支溫度計(jì)比室內(nèi)其他溫度計(jì)的指示數(shù)值高。使問題得到了很好的解決，因此具有良好的發(fā)展前景。首先是對(duì)異常熱源的檢測(cè)，用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)探測(cè)異常的熱源，就能對(duì)事故的發(fā)生及時(shí)報(bào)警。近20年來，非接觸式遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀在技術(shù)上迅速發(fā)展，適用范圍及市場(chǎng)占有率不斷擴(kuò)大。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。對(duì)于一些波動(dòng)物體、移動(dòng)物體、熱容量小的物體和腐蝕性較強(qiáng)的物體，在接觸法測(cè)溫不可能實(shí)現(xiàn)時(shí)，輻射測(cè)溫法被廣泛應(yīng)用著。從1979年開始，對(duì)于設(shè)備診斷技術(shù)，從維修體制改革著眼、探求設(shè)備壽命周期費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性來研究這個(gè)問題。設(shè)備在運(yùn)行中處于何種發(fā)熱狀態(tài)，直接反映了設(shè)備工作是否正常。1%；溫度分辨率:℃；電源電壓:+9V；微處理器:AT89C51；發(fā)射率:(可調(diào)),激光瞄準(zhǔn)。 太陽光分光實(shí)驗(yàn)示意圖能夠發(fā)射紅外電磁波的物體或器件，皆稱為紅外輻射源。如太陽光線、熱輻射、無線電波和射線等都屬于這種能量的特殊形式，它們的形式雖然不同，但自然本質(zhì)相同, 所有的輻射都遵守同樣的反射和折射定律。遠(yuǎn)紅外熱效應(yīng)是光能和紅外輻射被吸收的結(jié)果，紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射，輻射的程度和能量主要由物體的溫度所決定。遠(yuǎn)紅外輻射除了符合可見光的一些性能外，它還遵循著它固有的特殊規(guī)律，這些規(guī)律揭示了紅外輻射的本質(zhì)特性，奠定了遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過對(duì)輻射能量的測(cè)量，就可以得出物體的溫度。遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀重量輕、使用安全方便，并能可靠測(cè)量熱的、危險(xiǎn)的或難以接觸的物體，而不會(huì)污染或損壞被測(cè)物體。當(dāng)使用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀測(cè)溫時(shí)，被測(cè)物體發(fā)射出的紅外能量通過遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)在探測(cè)器上轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)再通過微處理器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的溫度值顯示出來。但是，只要選擇合適的儀器響應(yīng)波長范圍，仍可得到目標(biāo)與背景之間有盡可能高的輻射對(duì)比度，從而提高對(duì)故障的檢出率。因此，遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀在工業(yè)系統(tǒng)溫度的測(cè)量上有更好的應(yīng)用。根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為反射式光學(xué)系統(tǒng)的遠(yuǎn)紅外探測(cè)器和透射式光學(xué)系統(tǒng)的遠(yuǎn)紅外探測(cè)器兩種。分析電路的工作情況可知，在輸入電壓最低且輸出電壓最高時(shí)管壓降最小，若此時(shí)管壓降大于飽和管壓降，在其它情況下管子一定會(huì)工作在放大區(qū)。調(diào)整管T連接成電壓跟隨器。該電路采用電阻分壓的方式將輸出電壓的一部分作為反饋電壓，電路各點(diǎn)電位的瞬時(shí)極性如圖中所標(biāo)注。通常，直流電源中整流后的濾波電路均采用無源電路；且在大電流負(fù)載時(shí)，應(yīng)采用LC電路。由于半導(dǎo)體受到外界的光和熱的刺激時(shí)，其導(dǎo)電性能將會(huì)發(fā)生其顯著的變化，在將二極管的溫度補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)差動(dòng)放大用以補(bǔ)償環(huán)境溫度的影響，采用負(fù)溫度系數(shù)(2mv/℃)的硅二極管，采用這種電路比較簡(jiǎn)單，同時(shí)有較高的性價(jià)比，符合設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC把轉(zhuǎn)換好的結(jié)果放入數(shù)據(jù)寄存器，高字節(jié)和低字節(jié)分別為ADRH0和ADRL0，然后設(shè)置標(biāo)志位或產(chǎn)生中斷。當(dāng)ADC輸入的電壓小于或等于時(shí)，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果是＄000。在MCS48的成功應(yīng)用的激勵(lì)下，許多半導(dǎo)體公司和計(jì)算機(jī)公司競(jìng)相研制和發(fā)展自己的單片機(jī)系列。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。此外，RST引腳的第二功能是VPD，即備用電源的輸入端。I/O端口引腳：I/O端口P0～P3（地址為80H，90H，A0H，B0H），且P0～P3為四個(gè)8位特殊功能寄存器，特殊功能寄存器位地址表詳見附錄A所示。當(dāng)阻值近似為0時(shí)，可將管腳快速上拉至高電平；當(dāng)阻值很大時(shí)，P1口為高阻輸入狀態(tài)。對(duì)比P1口的結(jié)構(gòu)圖不難看出，P3口與P1口的差別在于多了與非門3和緩沖器4，正是這兩個(gè)部分，使得P3口除了具有P1口的準(zhǔn)雙向I/O功能之外，還可以使用各管腳所具有的第二功能。系統(tǒng)的擴(kuò)充和外圍裝置，應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求，并留有一些擴(kuò)充槽，以便進(jìn)行二次開發(fā)。整個(gè)系統(tǒng)器件盡可能做到性能匹配。當(dāng)W=1時(shí)，輸出Q端信號(hào)；當(dāng)Q=1時(shí)，可輸出W線信號(hào)。P2口緩沖器能接收，輸出4個(gè)TTL門電流，每位可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型的TTL負(fù)載，在訪問外接存儲(chǔ)器器時(shí)，用做高8位地址輸出。它們都有字節(jié)地址，每一個(gè)端口鎖存器還有位地址，所以每一條I/O線獨(dú)立地用做輸入或輸出時(shí)，數(shù)據(jù)可以鎖存；作輸入時(shí)，數(shù)據(jù)可以緩沖。 :地址鎖存允許/編程信號(hào)端。兩級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)的6個(gè)中斷源/5個(gè)中斷矢量的中斷邏輯。MCS51是在MCS48的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，雖然它仍然是8位的單片機(jī)，但其功能較MCS48有很大的增強(qiáng)。且出于安全考慮，輸入電壓不能超出模擬供電電壓。ADC0809共有28個(gè)引腳。： 溫度補(bǔ)償部分電路圖 式（）當(dāng)運(yùn)放兩端輸入信號(hào)和時(shí)，則輸出電壓與輸入信號(hào)和的關(guān)系為 式（）26本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀的硬件電路設(shè)計(jì)由上式可以得出 式（）由上式可得式（）其中，為熱敏電阻，取標(biāo)稱值=100K，輸出的大小由電位器調(diào)節(jié)。反相比例放大電路的電壓增益就是低通濾波器的通帶電壓增益，表達(dá)式為：== 式（），電路中將C201的另一端接到集成運(yùn)放的輸出端，電路中既引入了負(fù)反饋，又引入了正反饋。根據(jù)“虛短”和“虛斷”的概念，集成運(yùn)放的凈輸入電壓為零，即 說明集成運(yùn)放有共模輸入電壓。在深度負(fù)反饋條件下，1時(shí)，可得=9V 式（）上式表明，輸出電壓與基準(zhǔn)電壓近似成正比，與負(fù)反饋系數(shù)成反比。因此，實(shí)用型串聯(lián)穩(wěn)壓電路至少包含調(diào)整管T、基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路和比較放大電路四個(gè)部分組成。為了減小像差或使用上的方便，常另加一片次鏡，使目標(biāo)輻射經(jīng)兩次反射聚集到敏感元件上，敏感元件與透鏡組合在一起，前置放大器接收熱電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行放大。具體操作：將遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀對(duì)準(zhǔn)被測(cè)的物體，按觸發(fā)器啟動(dòng)單片機(jī)，并在儀器的LED上讀出溫度數(shù)據(jù)，保證測(cè)溫距離和光斑尺寸之比。因此，取得目標(biāo)(故障部位)與背景(良好部位)之間最大對(duì)比度的方法是式() 分子差值取最大值。因此在設(shè)計(jì)遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀時(shí)要盡可能的解決影響測(cè)溫精度的內(nèi)、外界因素，從而提高測(cè)溫儀的信價(jià)比，現(xiàn)將主要因素解釋如下:發(fā)射率，所有物體會(huì)反射、透過和發(fā)射能量，只有發(fā)射的能量能指示物體的溫度。遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀可快速提供溫度測(cè)量。與接觸測(cè)溫相比，在性能特點(diǎn)和測(cè)溫要求都有顯著的區(qū)別。黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長的輻射能量，沒有能量的發(fā)射和透過，其表面發(fā)射率為1。紅外輻射與電磁波輻射一樣，能在其射程范圍內(nèi)被物體吸收并轉(zhuǎn)換為熱能,即使在高度真空里，通過熱輻射也能進(jìn)行能量的傳遞，也有被傳輸介質(zhì)吸收和散射等現(xiàn)象，使輻射能在傳輸過程中會(huì)逐漸衰減。光是一種電磁波，在自由空間中傳播的光波都可以表示為單色平面波的線性組合。物體的溫度越高，輻射出的紅外線越多，輻射的能量就越強(qiáng)。其次，對(duì)遠(yuǎn)紅外測(cè)溫電路的硬件設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)分別從紅外傳感器、串聯(lián)穩(wěn)壓電源、同相放大器、低通濾波器和溫度補(bǔ)償部分共五個(gè)部分分別進(jìn)行方案選擇、參數(shù)計(jì)算、并給出了各模塊的電路圖以便更好的理