【正文】 VR t 3554置 t = 1372 ℃置報(bào)警裝置用中值比較法查表求 101 ～ 270 ℃ 范圍內(nèi)溫度查表求 100 ～ + 1372 ℃ 范圍內(nèi)的溫度 ， 求出查表地址 A = （ Et / 40 . 594 ） 2 + 954 H ,查表得第一個(gè) E t 1 ， 清報(bào)警標(biāo)志R t 1 與 Et 比較地址 A 2 后繼續(xù)查表地址 A + 2 后繼續(xù)查表Eti EtEti Et保存 A 值并計(jì)算計(jì)算溫度 t =( A 954 H )/ 2 t 100顯示負(fù)溫度 t = 100 t ，分度范圍為 100 ～ 1 ℃t = t 100 , 顯示正溫度溫度范圍為 1 ～ 1372 ℃t = 100 置溫度為 0串行輸出溫度顯示YNYNEt 1 EtEt 1 EtYNYNt 100 t 100t = 。R 2 第 23 頁(yè) 共 47頁(yè) 主程序流程圖 如圖 31所示。在 270~100℃ 內(nèi)采用中值比較法求取溫度值。25℃ ,因此 ,在求得 Et后 ,將 Et除以 1,得到的數(shù)據(jù) (即溫度值 )乘 2作為查表的起始地址 ,在該地址前后 177。801μV,如圖 6所示。在 100~+1 372℃ 區(qū)間內(nèi) ,相鄰溫度點(diǎn)間的差值最小為 30μV,用最小二乘法求取熱電勢(shì)與溫度的擬合曲線 ,得到其斜率 k為 5,其量綱為 μV/℃ ,用此斜率計(jì)算熱電勢(shì)時(shí)其誤差分布不均勻 ,最大正誤差為 1 241μV,最大負(fù)誤差為 540μV,如圖 6所示。K分度熱電偶分度表從 270℃ 到 1 372℃ 共 1 643個(gè)溫度點(diǎn) ,每個(gè)溫度點(diǎn)的熱電勢(shì)以微伏為單位 ,用十六進(jìn)制存于 2個(gè)字節(jié)中 ,共占 3 286個(gè)字 節(jié) ,分度表存放于系統(tǒng)程序之后 ,起始地址為800 H,分度值相對(duì)地址除 2即為溫度值。 F1 2 3圖 2 17 LM 317 LZ圖 2 18 電源電路 第 22 頁(yè) 共 47頁(yè) 3 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件主要完成多路模擬開關(guān)的邏輯控制、信號(hào)采集、冷端溫度計(jì)算及查表、標(biāo)準(zhǔn)電流計(jì)算、熱電勢(shì)計(jì)算、冷端溫度補(bǔ)償、由分度表查詢溫度值、溫度值串行數(shù)據(jù)輸出和溫度顯示等功能 ,其主程序框圖如圖 4所示。 F1 0 010 181。 FQ 110 nF 15 VCW 7815C 4C 5 C 610 nFQ 210 nFCW 791512 V10 V28 V+ 30 VLM 317 LZC 7C 8C 9Q 3VD 2VD 1RP 1R 1C 102 2 0 0 181。 F18 V+ 5 VCW 7805C 1C 2 C 34700 181。 如圖 217 所示。負(fù)載穩(wěn)壓系數(shù) =5mV。允許功耗 =15W。輸入電壓 35V,輸出電壓 =～ 37V,輸出電流 ≤,電源穩(wěn)壓系數(shù) =%/V。 在應(yīng)用中，為了電路的穩(wěn)定工作，在一般情況下，還需要接二極管作為保護(hù)電路，防止電路中的電容放電時(shí)的高壓把 317 燒壞。電子愛好者經(jīng)常用 317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的 穩(wěn)壓電源。 LM317LZ LM317 作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊，是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。 首先來(lái)自 220V的交流電經(jīng)變壓器 分別 降為 +9V和 +18V，再經(jīng)過整流橋、濾波電容器變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓，然后經(jīng)過 CW780 CW7815和 CW7915集成穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓 得到 +5V和177。 CW7800系列輸出正電壓、 CW7900系列輸出負(fù)電壓。15V、 +30V等多種供電電壓。巡回掃描顯示器的操作 需要靠程序來(lái)控制。該方式能穩(wěn)定顯示的關(guān)鍵在于不斷循環(huán)送出的字形碼與位選碼要有 1~5ms的延時(shí)時(shí)間，且這個(gè)時(shí)間不宜太長(zhǎng)，否則會(huì)引起閃爍現(xiàn)象。動(dòng)態(tài)顯示方式將所有數(shù)碼管的 a~dp引線并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8位 I/O口控制，而公共端由另一個(gè) I/O口控制。在靜態(tài)顯示方式中，各位的共陰極或共陽(yáng)極連接在一起接地或接 +5V，每位的段選線（ a~dp）與一個(gè) 8位并行口相連。 FC 21 181。如果把 7段數(shù)碼管的每一段都等效成發(fā)光二極管的正負(fù)兩個(gè)極，那共陰就是把 abcdefg這 7個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極連 接在一起并接地；共陽(yáng)就是把 abcdefg的 7個(gè)發(fā)光二極管的正極連接在一起并接到 5V電源上。接收器傳輸延時(shí)典型值為 600ns，與輸入擺幅方向無(wú)關(guān)。接收器輸入滯回的典型值為 ，并可確保 。接收器輸入可以承受最高 177。 3) RS232接收器 所有接收器都是反相的。在關(guān)斷模式下，電源電流通常降至 8μA。輸出可以被驅(qū)動(dòng)到 177。輸入門限兼容于TTL和 CMOS邏輯。8V。第一個(gè)轉(zhuǎn)換器利用電容 C1將 +5V輸入加倍，得到 V+輸出端 C3上的 +10V；第二個(gè)轉(zhuǎn)換器利用電容 C2將+10V轉(zhuǎn)換為 V輸出端 C4上的 10V。 1) 雙路 電荷泵 雙路 電荷泵將 +5V轉(zhuǎn)換為 177。10 V模擬量輸入 AC ：模擬地。 DC：模擬量輸入。 10VSPAN ：?jiǎn)螛O性 0～ 10 V模擬量輸入；雙極性 0～ 177。 BIP OFF ：雙極性方式時(shí)，偏置電壓輸入。 REFIN ：基準(zhǔn)輸入。 STS 總共有三種接法： (1)空著：只能在啟動(dòng)變換 25 s 以后讀 A/D 結(jié)果； (2)接靜態(tài)端口線：可用查詢方法，待 STS 為低后再讀 A/D 變換結(jié)果； (3)接外部中斷線：可引起中斷后，讀 A/D 變換結(jié)果。 A0 ：字節(jié)地址 /短周期，高為 8 位變換 /輸出低 4 位，低為 12 位變換 /輸出高 8 位。 8/12 ：數(shù)據(jù)格式，高為 12 位并行輸出，低為 8 位 (或 4 位 )并行輸出?？捎米?8031的 WR和 RD相與非后接 CE，以確保 AD574A在被啟動(dòng)變換或讀出變換結(jié)果的操作時(shí)， CE有效。 CE：允許信號(hào)端。 F6 9 10 1116378131415121254VDDVE EI NH C B AC OM+ 5 V+++++I C L 7650OP 07I C L 7650I C L 7650OP 07P 1 . 41234567 891014131211C EXTBC EXTANC IN+ INNCV INT / EXTEX T C LK ININT CL KO UTV +OU TP UTOU T C LA MPC R ETNICL 7650+ 第 17 頁(yè) 共 47頁(yè) 圖 211 AD574引腳圖 CS ：片選信號(hào)端。 F0 . 1 181。 F0 . 1 181。 F0 . 1 181。由于 AD574 片內(nèi)包含高精度的 參考電壓源和時(shí)鐘電路 , 這使它在不需要任何外部電路和時(shí)鐘信號(hào)的情況下完成一切 A/D轉(zhuǎn)換功能 , 應(yīng)用非常方便 [17]。轉(zhuǎn)換速度最大為 25μS, 轉(zhuǎn)換精度 ≤0. 05% , 是目前我國(guó)市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛、價(jià)格適中的 A/D轉(zhuǎn)換器。 圖 29ICL765014 引腳引腳圖 圖 210 放大電路 圖 2. 7 A /D 轉(zhuǎn)換 本系統(tǒng)中選用的是 AD574。它具有輸入偏置電流小、失調(diào)小、增益高、共模抑制能力強(qiáng)、響應(yīng)快、漂移低、性能穩(wěn)定及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，常常被用在熱電偶、電阻應(yīng)變電橋、電荷傳感器等測(cè)量微弱信號(hào)的前置放大器中。 圖 28OP07 引腳圖 ICL7650 ICL7650是 Intersil公司利用動(dòng)態(tài)校零技術(shù)和 CMOS工藝制作的斬波穩(wěn)零式高精度運(yùn)放。如要調(diào)零，可 采用調(diào)零電位器調(diào)整，阻值可選 200Ω。其要求雙電源供電，使用溫度范圍 0～ 70℃ 。 OP07 OP07 是一種高精度單片運(yùn)算低失調(diào)放大器，具有很低的輸入失調(diào)電壓和漂移。當(dāng) U1通道 IN0 導(dǎo)通時(shí)， U3通道 IN0也導(dǎo)通，因此， U 0 Et 和 U03由第二路放大器放大，設(shè)置兩路放大電路的放大倍數(shù)分別為 。 圖 27 CD4051 引腳圖 放大單元 放大單元由運(yùn)算放大器 IC1IC5 多路模擬開關(guān) U3等組成，其中 IC IC IC3 組成第一路放大器， IC IC IC5 組成第二路放大器，兩路放大器共用第一 級(jí)。此外， CD4051 還設(shè)有另外一個(gè)電源端 VEE，以作為電平位移時(shí)使用，從而使得通常在單組電源供電條件下工作的 CMOS 電路所提供的數(shù)字信號(hào)能直接控制這種多路開關(guān)，并使這種多路開關(guān)可傳輸峰－峰值達(dá) 15V的交流信號(hào)。其真值表見表 1。 CD4051 CD4051 引腳功能見圖 27。A218298423圖 2 5 AD 590 特性曲線圖 0 . 6 0 . 30 . 30 . 6溫度 /℃ 55 150絕對(duì)誤差/℃0 . 3 ℃M A X0 . 3 ℃M A X0 . 3 ℃ M A X 圖 2 6 AD 590 M 誤差曲線圖++ 15 V+_V 0V 0 = 1 mV / KR 2100R 1AD 590950（ a ） 封裝形式（ b ） 基本應(yīng)用電路圖 2 4 第 15 頁(yè) 共 47頁(yè) AD590M 的輸出電流 I 是恒定 的?！??！?，其特性和誤差曲線見圖25 和圖 26。由于 AD590 和冷端放在一起，其產(chǎn)生的電流與冷端溫度成正比，此電流在上的壓降抵消冷端誤差電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償冷端誤差。利用 AD590 的線性溫敏特性，可以給溫差電偶的參考端 (冷端 )提供溫度補(bǔ)償，使熱電偶的參考端在任何環(huán)境溫度下僅產(chǎn)生的 0V電動(dòng)勢(shì)?；蛟谑覝叵?(25℃ )條件下調(diào)整電位器 ,使 =+25=（ mV）。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有誤 第 14 頁(yè) 共 47頁(yè) 差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。 圖 24（ a）是 AD590 的封裝形式，圖 24（ b）是 AD590 用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路?！?。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞； (5)電阻采用激光修刻工藝，使在 +25℃ ()時(shí)，器件輸出 ； (6)精度高?！?； (4)AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。 (2)線性電流輸出 1181。 AD590 AD590 是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源 [15]。最后 ,多路模擬開關(guān) U1的通道 IN2 和 U2 的通道 IN3 導(dǎo)通 ,U03送至放大單元。隨后多路模擬開關(guān)U1 和 U2的通道 IN2 導(dǎo)通 ,熱電偶的熱電勢(shì) Et和 U03之和 (Et+U03)經(jīng) U2的通道 IN2 送至放大單元 ,U03是 AD590M 輸出電流 I 流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻 R3形成的毫伏信號(hào) ,其值大于或等于熱電偶測(cè)量最低溫度時(shí)對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)的絕對(duì)值 ,這樣 ,在全分度范圍內(nèi) ,Et+U03 就成為正極性的毫伏信號(hào)。首先 ,單片機(jī)控制多路模擬開關(guān) U1和 U2的通道 IN0 導(dǎo)通 ,這時(shí) ,AD590M的輸出電流 I流過標(biāo)準(zhǔn)電阻R1形成壓降 U01,U01經(jīng)多路模擬開關(guān) U2的通道 IN0送至放大單元 ,作為冷端溫度補(bǔ)償信號(hào)輸入 ,可計(jì)算出 AD590M 的輸出電流 I 和冷端溫度的準(zhǔn)確值。該單元主要完成冷端溫度補(bǔ)償、提供標(biāo)準(zhǔn)毫伏校準(zhǔn)信號(hào)和對(duì) Et 負(fù)熱電勢(shì)信號(hào)處理。當(dāng)環(huán)境溫度為 50℃ 時(shí) ,取 U02=Et(1 372℃ ,50℃ )+U03=60 ,可計(jì)算出 R2=,R4=[13]。其精度主要取決于 AD 的分辨率 [12]。當(dāng)多路模擬開關(guān) U1 和 U2 的 IN1 導(dǎo)通 ,U3 的 IN1導(dǎo)通時(shí) ,有 : 120 2 211SRU I R KR?? ? ? ? ? ? ? ?2 1 22 2 0 2 11K t S RS K t U KR??? ? ? ? U02是標(biāo)準(zhǔn)毫伏電壓信號(hào) ,用于對(duì)第二路放大器和采樣通路進(jìn)行校準(zhǔn) ,由上式可得 : ? ? 2 1 12 12S K RKt SR??? ? (4) 對(duì)于 Et,當(dāng)多路模擬開關(guān) U1和 U2的 IN2 導(dǎo)通 ,U3的 IN1 導(dǎo)通時(shí) ,有 : ? ? ? ?2 03ttS K t E U? ? ? 所以 : ? ? 1203 2 2 1 1ttt S S S REU K t S K R??? ? ? ?? 由式 (2)可得 : 1 1 2 2032 1 1 2ttt S K I R R S RE U IS K R S? ? ? ? ?? ? ??? (5) 用同樣的方法可以求出 U03的值為 : 32032SRUIS?? (6) 由式 (5)~(6)即可得到冷端溫度為 0℃ 時(shí)的熱電勢(shì) ,即 : ? ?322 3 212032 2 2 2ttt S S