熱電偶測溫系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計說明書-展示頁
2024-08-19 03:40本頁面
【正文】 二利用AT89C2051對A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果進行處理，不僅顯示的位數(shù)和精度沒有限制，而且用單片機控制可方便地通過鍵盤實現(xiàn)溫度上下限報警等其它擴展功能，通過編程實現(xiàn)線性補償，有利于后續(xù)電路系統(tǒng)的擴展和運用。將輸出電流通過電阻及放大器轉(zhuǎn)換成電壓信號，送入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，存放在內(nèi)存單元中，完成了對補償電勢的采樣。對系統(tǒng)框圖的說明如下：熱電偶選用的是K型熱電偶（鎳鉻鎳硅熱電偶），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．標準（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，這就是標準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)標準電極定律，可以方便地選取一種或幾種熱電極作為標準（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)量的重要指標之一。當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 1 熱電偶測溫原理 1 熱電偶工作原理 1 熱電偶的基本定律 2 方案選擇及系統(tǒng)框圖 32. 熱電偶測溫系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 5 溫度測量及放大電路 5 冷端溫度補償電路 8 A/D轉(zhuǎn)換電路 9 單片機控制的顯示電路 113. 熱電偶測量溫度系統(tǒng)軟件設(shè)計 15 軟件總體流程設(shè)計 15 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)原理 15 系統(tǒng)程序構(gòu)建 154. 體會和總結(jié) 165. 元器件清單 18參考文獻 18附 錄 19 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) 大學可以將本學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位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。除了文中特別加以標注引用的內(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：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(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?？梢圆捎糜坝 ⒖s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?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，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AD590測量冷端溫度T0，并對測溫熱電偶的熱電勢及AD590測得的補償電勢進行采樣，送入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，存放在單片機內(nèi)存單元中，經(jīng)程序解算后得到溫度值，轉(zhuǎn)換為BCD碼，同時驅(qū)動四位數(shù)碼管顯示。關(guān)鍵詞：熱電偶 ；溫度 ；
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