宽范围温度测试技术研究 王念念.doc

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1、设计报告课程名称测控电路实验项甘宽范围温度测试技术研究实验仪器系别光电信息与通信T程学院专业测控技术与仪器班级/学号测控0801/2008010660学生姓名王念念小组成员肖强、王念念、王荷叶实验口期1月成绩目录•第一章设糊景31、设计日标32、设计内容阳妬指标33、设计艷3•第二章总体设计方案31、总体设计框图32、厕牛设计4(1)越传蹄4(2)AD车锹器5(3)52单片机6(4)LED数码显示83、软件设计9程序辭11不卿弋码11•第三章课设总结14第一章设计背景一、设计目标使用热敏电阻之类的温度传感器件（如PT100）,将被测温度变化的电压或电流采集下来，进行

2、A/D转换后，单片机屮进行数据的处理，在显示器上将被测温度显小•出来。二、设计内容及技术指标：1.设计内容测量过程是热敏电阻随着温度的变化电阻值发生变化，然后利用精密屯阻器以电压模式对热敏电阻进行线性化，单片机通过ADC0804芯片对热敏电阻两端的电压进行采样，然后通过单片机的控制把温度值显示在LED显示屏上。2.技术指标：温度测量范围为常温灵敏度为土0.5°C三、设计原理:由于热敬电阻的特性，外界温度的变化可以引起其阻值的微小变化，可以用放大电路把其阻值的变化转化为电压信号，从而作为AD转换器的模拟信号输入。经过AD转换器的转化，得到单片机可以识别的数字信号。单片

3、机对采集的信号进行运算，从血得到温度值，再通过数码管输出。完成对温度的测量。第二章总体设计方案一、总体设计框图为:温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机STC89C52,温度传感器采用PtlOO,用3位LED数码管以申口传送数据实现温度显示。总体框图为:二、硬件设计1、温度传感器测量温度的关键是温度传感器，因此需要灵敏度高、测温范围宽、稳定性好,同时还要考虑成本和实际情况。热敏电阻的主要特点是：①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10〜100倍以上，能检测出10-6°C的温度变化；②工作温度范围宽，常温器件适用于-55°C〜315°C,高温器件适

4、用温度高于315°C(H前最高可达到2000°C),低温器件适用于-273C〜55°C；③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；④使用方便，电阻值可在0.1〜100kQ间任意选择；⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强.本设计选用的型号为PtlOO,得到宽的测温范围。方案为：用单片机电路制作数字式温度计，可以采用一只温度传感器PtlOO,此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。由于热敏电阻一致性差，所以电路制作好以后，还要进行校准。PtlOO温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器，主要技术

5、参数如下：PT100温度传感器是一种以钠(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R二R()(l+aT)其中a=0.00392,Ro为100Q(在0°C的电阻值)，T为摄氏温度，因此钳做成的电阻式温度传感器，乂称为PTIOOoR=100(1+0.00392T)〉R-100=0.392T〉T=(R-100)/0.392〉T=2.551(R-100)热敏电阻：PtlOO是钳热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0°C时它的阻值为100欧姆，在100°C时它的阻值约为138.5欧姆。它的

6、工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。金属热电阻的电阻值和温度一-般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=RtO[l+a(t-tO)]式中，Rt为温度t时的阻值；RtO为温度t0(通常t0二0°C)时对应电阻值；a为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t吋的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50'300°C左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金

7、展热电阻一般适用于-200~500°C范囤内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制屮的应用极其广泛。2、ADC0804数模转换器(1)所谓A/D转换器就是模拟/数字转换器(ADC),是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端可以是传感器或转换器的输出，而ADC的数字信号也可能提供给微处理器。(2)ADC0804的管脚图：CS1"11RD212WR313CLK4141NTR5ADCO8O415VIN(+)616VIN(->717AGND818Vref/2919GND1O20VCCCLKRDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7管脚说明