【正文】 電偶）， 測溫范圍選用 0— 1200 度，利用集成溫度傳感器 AD590 進行冷端補償 ，放大電路選用自動調(diào)零放大電路， A/D 轉(zhuǎn)換器選用 TLC0832，單片機選用 AT89C2051，并擴 4 個 74LS164， 連接 4 個 LED 數(shù)碼管。此方案采用 AT89C2051 單片機系統(tǒng)為核心開發(fā)熱電偶測溫系統(tǒng)。將傳感器及應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計說明書 8 初 級處理好的信號送入運算放大器， 通過 LM324 對輸入信號進行模擬放大，再送入下一級電路，由 ICL7107 完成模數(shù) 轉(zhuǎn)換，并驅(qū)動 LCD 顯示溫度值。 方案選擇及系統(tǒng)框圖 方案一：如圖 13 所示，此方案由測溫電路、電壓放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路及 LCD 顯示電路組成。 圖 12 中間導(dǎo)體定律 3. 中間溫度定律 熱電偶 在接點溫度為 T、 T0 時 的熱電勢等于 該 熱電偶在 接點 溫度為T、 Tn 時的熱電勢 和 Tn、 T0 時 相應(yīng) 熱電勢 的代數(shù)和，即 EAB（ T， T0） = EAB（ T， Tn） +EAB（ Tn， T0） （ 13） 若 T0=0，則有 EAB（ T， 0） = EAB（ T， Tn） +EAB（ Tn， 0） （ 14） 4．標(biāo)準(zhǔn)（ 參考 ） 電極定律 如果兩種導(dǎo)體（ A、 B）分別與第三種導(dǎo)體 C 組合成熱電偶的熱電勢已知，則由這兩種導(dǎo)體（ A、 B）組成的熱電偶的熱電勢也就已知，這就是標(biāo)準(zhǔn)電極定律或參考電極定律，即 EAB（ T， T0） = EAC（ T， T0） — EBC（ T， T0） (15) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極定律，可以方便地選取一種或幾種熱電極作為標(biāo)準(zhǔn)（參考）電極，確定各種材料的熱電性質(zhì)，從而大大簡化熱電偶的選配工作。既然如此，把冷端焊點打開，接入儀表，并保持其兩端溫度都在冷端溫度 T0 之下，就能傳感器及應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計說明書 7 測出總熱電勢。所接入的儀表是另一種材質(zhì) C 所構(gòu)成的導(dǎo)體，如圖 12 所示。 如果熱電極材質(zhì)不均勻，則當(dāng)熱電極上各處溫度不同時，將產(chǎn)生附加電勢，造成無法估計的測量誤差，因此，要求熱電極材質(zhì)均勻，克服因熱電極各處溫度不同而造成的附加誤差，熱電極材料的均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。 當(dāng) T0保持不變，即 E（ T0） 為常數(shù)時，則熱電勢 EAB（ T， T0） 便為熱電偶熱端溫度 T 的函數(shù) EAB（ T， T0） = E（ T） — C=Φ （ T） （ 12） 由此可知， EAB（ T， T0） 與 T 有單值對應(yīng)關(guān)系，這就是熱電偶測溫的基本公式。 T 與 T0 的溫差愈大，熱電偶的熱電勢也愈大，因此，可以用熱電勢的大小衡量溫度的大小?；芈分械碾妱莘Q為熱電勢或塞貝克電勢，用 EAB（ T， T0）表示。 作者簽名： 日期： 年 月 日 傳感器及應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計說明書 4 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 目 錄 1. 熱電偶測溫原理及系統(tǒng)框圖 ...................................................................... 5 熱電偶測溫原理 ................................................................................. 5 熱電偶工作原理 ....................................................................... 5 熱電偶的基本定律 ................................................................... 6 方案選擇及系統(tǒng)框圖 ......................................................................... 7 2. 熱電偶測溫系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 .................................................................. 9 溫度測量及放大電路 ......................................................................... 9 冷端 溫度 補償電路 ........................................................................... 12 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ..................................................................................... 13 單片機控制的顯示電路 ................................................................... 15 3. 熱電偶測量溫度系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................................ 19 軟件總體流程設(shè)計 ........................................................................... 19 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)原理 ........................................................................... 19 系統(tǒng)程序構(gòu)建 ................................................................................... 19 4. 體會和總結(jié) ................................................................................................ 20 5. 元器件清單 ................................................................................................ 22 參考文獻 ......................................................................................................... 22 附 錄 ............................................................................................................. 23 傳感器及應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計說明書 5 熱電偶測溫原理 熱電偶工作原理 熱電偶的基本工作原理是熱電動勢效應(yīng)。 本 人 授 權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 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（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（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（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 目的前傳感器及應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計說明書 2 提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 試驗結(jié)果顯示，該系統(tǒng)對溫度測量具有較高的精度，實現(xiàn)了溫度測量功能，其主要技術(shù)指標(biāo)達到了系統(tǒng)設(shè)計要求。傳感器及應(yīng)用系統(tǒng)課程 設(shè)計說明書 熱電偶測溫 系統(tǒng)設(shè)計 摘要 ： 熱電偶傳感器是目前接觸式測溫中應(yīng)用最廣的熱電式傳感器，在工業(yè)用溫度傳感器中占有及其重要的地位。該測溫系統(tǒng)由溫度測量電路、運算放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路及顯示電路組成，以 AT89C2051 單片機為主控單元， 由 K 型鎳鉻 鎳硅 熱電偶測量熱端溫度 T， 測量范圍在 0—1200℃之間， 由集成溫度傳感器 A