基于熱電偶的爐溫檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-22 00:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溫度是表征物體冷熱程度的物理量,是實(shí)際生活中經(jīng)常需要測(cè)試和控制的參數(shù)，它與人們的生活息息相關(guān)。而溫度傳感器應(yīng)用范圍之廣、使用數(shù)量之大，也是高居于各類傳感器之首。本文使用溫度傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的測(cè)溫儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)所采用的溫度傳感器是熱電偶。在溫度測(cè)量中，熱電耦的應(yīng)用極為廣泛，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍廣、精度高和慣性小等許多優(yōu)點(diǎn)。2. 總體設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)中所選用的A/D轉(zhuǎn)換器為逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809。通過(guò)放大電路將電壓信號(hào)放大、保持、再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，最后輸出數(shù)字量，然后送入MCS51單片機(jī)進(jìn)行處理。 另外本文還研究了MCS51單片機(jī)控制系統(tǒng)在傳感器測(cè)溫過(guò)程中的應(yīng)用，其中包括對(duì)傳感器輸出的小信號(hào)如何進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換、控制并直接顯示成溫度量，采用單片機(jī)進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性等特點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的精度。本系統(tǒng)將溫度變換、顯示和控制集成于一體。熱電偶是當(dāng)今溫度檢測(cè)的主要器件，本課題的主要出發(fā)點(diǎn)是使用熱電偶溫度傳感器設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的測(cè)溫系統(tǒng)。將溫度變換、顯示和控制集成于一體。對(duì)烘箱溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。用LED七段數(shù)碼管顯示測(cè)量的溫度值。本系統(tǒng)采用K型熱電偶，其測(cè)量范圍為，顯示精度為。圖（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3. 具體設(shè)計(jì) 選用鎳鉻鎳硅熱電偶（K型），該熱電偶化學(xué)穩(wěn)定性較高，可在氧化性介質(zhì)中長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量900以下的溫度，短期測(cè)量可達(dá)1200；這種熱電偶具有復(fù)制性好，產(chǎn)生熱電勢(shì)大，線性好，價(jià)格便宜，雖然精度低，但完全能滿足工業(yè)測(cè)量要求。圖（2） 熱電偶溫度測(cè)量電路烘箱溫度單片機(jī)控制系統(tǒng)中的烘箱溫度檢測(cè)電路是由溫度傳感器結(jié)合放大器電路、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路組成，其中模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路是最重要的一環(huán)。由三大部分組成：(1)測(cè)量放大電路；(2)A/D轉(zhuǎn)換電路；(3)顯示電路。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)的測(cè)溫及溫度控制系統(tǒng)中。 本次課程設(shè)計(jì)采用八位的MCS51單片機(jī)。1)熱電偶溫度傳感器放大電路 本系統(tǒng)采用LM35D對(duì)熱電偶的基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娐罚ㄍ喾糯箅娐罚?傳感器采用K型熱電偶。此電路把的溫度變?yōu)橄鄳?yīng)的0~5V電壓。除放大以外，還有傳感器斷線檢測(cè)與基準(zhǔn)點(diǎn)補(bǔ)償電路，而線性處理由計(jì)算機(jī)進(jìn)行。熱電偶的輸出信號(hào)極小，每約為，因此，運(yùn)算放大器要采用高靈敏度運(yùn)放。這里采用的是AD707J運(yùn)算放大器。圖（3）熱電偶的測(cè)量基準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償電路K型熱電偶（滿度），同相運(yùn)算放大器增益Av應(yīng)為Av=5V/=242(因時(shí)輸出要求為5V)。電路中，為決定增益大小，用使增益在233與253之間可調(diào)。與C1為低通濾波器，時(shí)間常數(shù)越大，消除噪音效果越好，但響應(yīng)速
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