【正文】 較硬 0~1300 1600 III ≤ 600 177。 %t 鉑銠 13鉑 R 正 較硬 0~1300 1600 II 600 177。 %t 鉑銠 30鉑 B 正 較硬 0~1600 1800 III 600~900 177。 %t 鎳鉻 鎳硅 K 正 不親磁 0~1200 1300 II 40~1300 177。 ? 鎳鉻硅 鎳硅 N 正 不親磁 200~1200 1300 I 40~1100 177。 ? 鎳鉻 康銅 E 正 暗綠 200~760 850 II 40~900 177。 ? 銅 康銅 T 正 紅色 200~350 400 II 40~350 177。 1C? 鐵 康銅 J 正 親磁 200~600 750 II 40~750 177。但對這一類熱電偶的研究還不夠成熟，雖然已經(jīng)有產(chǎn)品，且能夠使用，但還沒有內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 15 統(tǒng)一的分度表。貴重金屬熱電極直徑不大于 ，廉價金屬熱電極直徑一般為 ~；絕緣套管一般為單孔或雙孔瓷管；外保護(hù)套管要求氣密性好，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，還要求有良好的導(dǎo)熱性和穩(wěn)定的物理化學(xué)特性，最常用的材料為銅及銅合金、鋼和不銹鋼及陶瓷材料等。 ⑵ 柔性安裝性鎧裝結(jié)構(gòu) 鎧裝熱電偶的測溫元件是將熱電偶絲、絕緣材料（氧化鎂粉等）和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后，經(jīng)拉伸加工而成的一種堅實的組合體。鎧裝熱電偶測量端的熱容量小，響應(yīng)速度快，擾性好，可彎曲，可以安裝在狹窄或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的測量場合，而且耐壓、耐振、耐沖擊，因此在多種領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。以單片機(jī)為智能核心，組織外圍電路。共同完成對熱電偶的檢定。而我們經(jīng)常使用的分度表和顯示儀表都是以熱電偶自由端溫度位 0C? 時制定的。 冷端溫度補(bǔ)償方法 ㈠ 自由端保持為 0 C? 的方法 常用的冰點(diǎn)瓶是在保溫瓶內(nèi)盛滿冰水混合物，將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被測熱電偶引線與補(bǔ)償導(dǎo)線的接點(diǎn)插入玻璃試管中，然后把玻璃試管放入盛滿冰水混合物的冰點(diǎn)瓶中。并且為了防止短路，熱電極絲要分別插入各自的玻璃試管中然后放入冰點(diǎn)瓶的。補(bǔ)償器與熱電偶回路的連接如圖 所示 ： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 17 B A+acbd4R 1R2R3R 圖 補(bǔ)償電橋電路 圖 自由端溫度補(bǔ)償器中 R1=R2=R3=1Ω，用錳銅絲繞制，其電阻值不隨溫度變化 。當(dāng)溫度為 20C? 時，使 R4=1Ω， R5 為供配 用不同熱電偶時調(diào)整補(bǔ)償器的供電電壓之用。當(dāng)溫度不等于 20C? 時， a,b 兩端就會有一個不平衡電壓輸出。 ㈢ 軟件補(bǔ)償法 軟件補(bǔ)償法是在計算機(jī)或單片機(jī)里對熱電偶自由端溫度非 0 C? 時的電勢值補(bǔ)償?shù)阶杂啥藴囟鹊扔?0 C? 時的熱電勢。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 18 運(yùn)算公式如 式（ ）所示 ： )0,T(E)T,T(E)0,T(E nABnABAB ?? 。冰點(diǎn)瓶設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，而且它能夠很好的達(dá)到對冷端溫度補(bǔ)償?shù)哪康?，完全能夠滿足系統(tǒng)對溫度補(bǔ)償?shù)囊蟆? 信號放大電路設(shè)計 信號放大電路功能 在測量控制系統(tǒng)中，測量放大電路用來將傳感器輸出的微弱電壓、電流或電和信號放大到足以進(jìn)行各種轉(zhuǎn)換處理，或推動指示器、記錄器以及各種控制機(jī)構(gòu)。就要用電纜傳送輸出信號。因此對測量放大電路的基本要求是： ① 測量放大電路的輸入阻抗應(yīng)與傳感器輸出阻抗相匹配； ② 穩(wěn)定的放大倍數(shù)； ③低噪聲；④低的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流，以及低的漂移；⑤足夠的帶寬和轉(zhuǎn)換速率；⑥高共模輸入范圍和高共模抑制比；⑦可調(diào)的閉環(huán)增益；⑧線性好、精度高；⑨成本低。差動直接耦合時包括了單端輸入（同相或反相）運(yùn)算放大電路、電橋放大電路、電荷放內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 19 大電路等測量放大電路。相比而言，通用集成運(yùn)算放大器組成形式具有體積小、精度高、調(diào)節(jié)方便、性價比高的優(yōu)點(diǎn)，單片集成測量放大器的 體積更小、精度更高、使用更為方便，但價格昂貴。 系統(tǒng)中熱電偶測得的熱電勢信號為毫伏級，而 TLC0832 的輸入極信號是 0~5V 的標(biāo)準(zhǔn)電信號，所以也需要通過放大電路將熱電勢信號放大到 0~5V 的標(biāo)準(zhǔn)電信號，才能送給 TLC0832 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。他由 3 個集成運(yùn)算放大器組成，其中 N1,N2 為兩個性能一致（主要指輸入阻抗、共模抑制比和增益）的同相輸內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 20 入通用集成放大器，構(gòu)成平衡對稱（或稱同相并聯(lián)型）差動放大輸入級， N3 構(gòu)成雙端輸入單端輸出的輸出級用來進(jìn)一步抑制 N1,N2 的共模信號，并適應(yīng)接地負(fù)載的需求。選?。?N 型）熱電偶（ 0~1000 C? ）作為系統(tǒng)的檢溫段。 TLC0832 功能及特性簡介 A/D 轉(zhuǎn)換電路采用 TLC0832 進(jìn)行測量， A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入范圍是 0~5V， 8BIT 串 [5]行 輸出 ，因此與微處理機(jī)接口與編程都十分方便。 TLC0832 的特點(diǎn)如下： ① 8 位分辨率； ② 可和微處理器接口或獨(dú)立使用； ③ 可滿量程工作或使用 5V 基準(zhǔn) 電源； ④ 具有單通道或多路器選擇的雙通道，并可選擇單端或差分輸入； ⑤ 采用單 5V 供電，輸入范圍為 0～ 5V； ⑥ 輸入和輸出與 TTL 和 CMOS 兼容； ⑵ TLC0832 的 的工作原理 ： TLC0832 處于工作狀態(tài)時，置 CS 端方 便 可啟動轉(zhuǎn)換，并使所有的邏輯電路使能。當(dāng)一個時鐘的時間內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 22 間隔被自動插入后，可以使多種轉(zhuǎn)換器選定的通道穩(wěn)定。 SAR 比較器用于對電阻梯形網(wǎng)絡(luò) 輸出的逐次信號和輸入模擬信號進(jìn)行比較，比較器輸出則用于表示 大于還是小于電阻梯形網(wǎng)絡(luò)的輸出。在經(jīng)過 8 個時鐘后，轉(zhuǎn)換完成， CS 變高，內(nèi)部所有寄存器清零，此時，輸出電路變?yōu)楦咦锠顟B(tài)。 TLC0832 的輸入配置可在多路器尋址時序中進(jìn)行，多路器地址通過 DI 端移入寄 存器。 TLC0832 的連接電路 TLC 0832 在系統(tǒng)中的應(yīng)用連接電路如圖 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 23 VCC40GND20RST9X119X218PSEN29ALE3039383736353433321234567821222324252627281011121314151617EA31U1AT89C52GND4DO6DI5CLK7CH13CH02CS1VCC/REF8TLC0832VCC30pF30pF12M12MHZ22PFCH0CH1+1234JP0Header 4 圖 TLC 0832 連接電路 ① TLC0832 的 CH0， CH1 為信號輸入端，分別與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被測熱電偶輸出信號引線相連，負(fù)責(zé)接受要轉(zhuǎn)換的測量信號。 ③ VCC 和 GND 端口是電源輸入端， VCC 接+5V 電源， GND 接地。 顯示接口電路設(shè)計 LED 數(shù)碼管簡介 系統(tǒng)選用七段 LED 數(shù)碼管來顯示單片機(jī)處理得到的數(shù)據(jù)。 七段 LED 數(shù)碼管是將八個 LED 管芯組織在一起，就構(gòu)成特定的數(shù)碼的顯示器件。在共陽極 LED 數(shù)碼管中，所有筆段的 發(fā)光二極管的正極連在一起 而在共陰極 LED 數(shù)碼管中，所有筆段的發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起。 LED 數(shù)碼管驅(qū)動電路 從 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)可以看出，不同筆段的組合就可以構(gòu)成不同的字符。而根據(jù)顯示驅(qū)動方式的不同可以將 LED 數(shù)碼管顯示電路分為靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示接口電路顯示驅(qū)動程序簡單，且 CPU 占用率低，但每一個 LED 數(shù)碼管需要一個鎖存器來鎖存每一顯示位的筆段代碼，硬件開銷大的場合。 本系統(tǒng)采用 串行口輸出的 靜態(tài)顯示接口電路，電路連接如圖 VCC40GND20RST9X119X218PSEN29ALE3039383736353433321234567821222324252627281011121314151617EA31U1AT89C52MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7IC274LS164MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7IC374LS164MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7IC474LS164MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7IC174LS164f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D1LED1f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D2LED2f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D3LED3f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D4LED4R10100*8R17100100100100GND4DO6DI5CLK7CH13CH02CS1VCC/REF8TLC0832VCCVCCVCCVCCVCC30pF30pF12M12MHZR11R12R13R14R15R16R18R26R19R20R21R22R23R24100*8R25R27100*8R33R28R29R30R31R32R34R35R36R37R38R39R40VCC100*8R922PF+1234JP0Header 4 圖 熱電偶檢定系統(tǒng)顯示接口電路 單片機(jī)處理所得的數(shù)據(jù)由 單片機(jī)串行輸出口 （ RXD0）將 數(shù)據(jù)輸出送入到74LS164 中， 4 個 74LS164 完成數(shù)據(jù)的串行 —— 并行轉(zhuǎn)換，并依次將數(shù)據(jù)輸出送入下一個 74LS164 中轉(zhuǎn)得到的數(shù)據(jù)并行輸出送入 LED 顯示器，控制各筆段的二極管點(diǎn)亮，顯示數(shù)據(jù)。因此要將處理得到的數(shù)據(jù)線進(jìn)行存儲，然后通過功能鍵盤，將數(shù)據(jù)分別在 LED 數(shù)碼管上顯示出來。鍵盤可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型。它使用方便，接口簡單，響應(yīng)速度快，但需要專門的硬件電路。這種方法雖然沒有編碼鍵盤速度快，但他不需要專用的硬件支持因此得到了廣泛的應(yīng)用。 鍵盤是一組按鍵開關(guān)的集合，每一個按鍵就是一個開關(guān)量輸入裝置。反映在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平。 ㈡ 重 鍵和連擊的處理。 ㈢ 按鍵防抖動技術(shù)。所以準(zhǔn)確的確認(rèn)每個鍵的動作及 所處的狀態(tài)，是系統(tǒng)能否正常的關(guān)鍵。 ①濾波防抖動電路 利用 RC 積分電路對干擾脈沖的吸收作用，選擇好電路的時間常數(shù)，就能在按鍵抖動內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 27 信號通過此濾波電路時，消除抖動的影響。 ⑵軟件防抖技術(shù) 硬件防抖電路的缺點(diǎn)是 1 個鍵對應(yīng) 1 個防抖電路，當(dāng)鍵的數(shù)量比較多時，就要有很多的防抖電路，這種情況下，硬件防抖將無法勝任。但第一次檢測到有鍵按下時，先用軟件延時（ 10ms~20ms），而后再確認(rèn)該鍵是 否仍維持閉合狀態(tài)的電平。 鍵盤電路形式 根據(jù)所需鍵的個數(shù)、 I/O 引腳輸出級電路結(jié)構(gòu)以及可以利用的 I/O 引腳數(shù)量確定鍵盤電路形式。采用硬件中斷和軟件查詢方法可實現(xiàn)獨(dú)立式