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1、优质文档优质文档数字式热敏电阻温度计设计优质文档摘要温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数之一，所以温度测量技术和测量仪器的探究是一个重要的课题。随着时代的进步和开展，单片机技术已经伸入到各个领域，基于单片机数字温度计和传统的温度计相比，具有读数便利，测温范围广，其输出温度采纳数字显示。本设计是基于单片机的温度测试系统，采纳热敏电阻搭建电桥，进展温度测试。利用高精细仪表放大器PGA203对小信号进展放大，该芯片具有失调电压小，输入阻抗高，共模抑制比高等特点。在进展模数转换是运用TLC4535将模拟信号转换为数字信号。TLC4535是14位的串行AD，具有转换速率高，
2、低功耗等特点。51单片机作为主限制器件进展数据运算。该系统能较好的对温度变更进展实时显示，到达了本设计的要求。关键字：单片机 仪表放大器 串行AD 温度电桥优质文档The design of digital thermistor trermometerABSTRACTTemperature as an important physics, industrial production process in the most general, one of the most important parameters, so the temperature measurement technolog
3、y and measurement instrument research is an important topic. With the progress of The Times and development, microcontroller technology has dipped into various areas, based on single-chip digital thermometer and traditional thermometer readings, compared with convenient, temperature measurement rang
4、e, its output temperature using digital display.The design is based on single-chip temperature test system, build a bridge thermistor temperature test. High-precision instrumentation amplifier PGA203 small signal amplification, the chip has a small offset voltage, high input impedance, common mode r
5、ejection ratio and high。During the analog to digital conversion is to use the TLC4535 to convert analog signals to digital signals.TLC4535 14 serial AD, with a high conversion rate, low power consumption characteristics. 51 microcontroller as the main control device for data operations. The system c
6、an be better to temperature changes in real-time display to achieve the design requirements.Keywords：Sigle-chip Instrumentatioa amplifier Serial the AD Temperature bridge优质文档目 录第1章 绪论1.1 课题背景11.2国内外测温状况11.3温度检测技术介绍3其次章 数字式热敏电阻温度计的设计方案2.1 方案一52.2 方案二52.3方案比拟和选择6第三章 设计原理和构造3.1温度测量电桥构造及工作原理8温度电桥的介绍8电路工
7、作原理93.1.3.电路分析103.2仪表放大器的构造及运用方法错误！未定义书签。的介绍及应用193.4. TLC3545的介绍及应用243.5单片机介绍错误！未定义书签。3.6 LED显示器简介213.6.1 LED显示器构造213.6.2 LED显示器分类223.6.3 LED显示器的参数223.7 LED显示器工作原理223.8 键盘电路设计错误！未定义书签。键盘的作用错误！未定义书签。键盘电路及其说明273.8.3 键盘的机械抖动27第四章 系统构造及工作原理4.1系统硬件原理图及相关说明284.1.1 基于80C51单片机及其外围电路的主机限制单元114.1.2 PGA203组成的仪
8、表放大器164.1.3 TLC3545串行AD244.1.4 LED数字显示及其驱动电路20第五章 系统程序的设计5.1程序模块设计325.2 仿真环境介绍错误！未定义书签。5.2.1 Keil介绍335.2.2 Proteus介绍错误！未定义书签。总 结34参考文献36附 录37优质文档优质文档第1章 绪论1.1课题背景“工欲善其事，必先利其器”，这是中国的一句古话，人们早就知道工具的重要性。随着以学问经济为特征的信息时代的到来，人们对仪器仪表作用的相识愈加深化。作为工业自动化技术工具的自动化仪表和限制装置，在高新技术的推动下，正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。而温度作为一个重要的物
9、理量，是工业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数之一。随着工业的不断开展，对温度测量的要求越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高。因此，温度测量和温度测量技术的探究也是一个重要的探究课题。温度传感器是当前温度检测的主要器件，本课题的主要启程点是设计出测量温度检测的温度连续检测的仪器。该论文主要讲解并描述了用温度传感测温的主要原理、实际硬件电路的设计、软件设计和调试分析。第一章介绍了温度检测现状和仪器仪表的发呈现状。其次章提出了几种单片机数字温度计的设计方案并作出比拟。第三章讲解并描述了单片机系统硬件电路的设计过程，包括对智能温度传感器DS18B20具体的介绍以及单片
10、机系统的设计，并讲解并描述了仪器的软件设计，给出了软件流程图，整套仪器是由单片机系统限制的，包括LED显示器、通讯接口等。第四章进展系统调试分析，这将有助于今后对系统的改良，以进一步提高系统的测量精度，并讲解并描述了通过本设计所得的结论和心得体会。1.2国内外测温状况随着国内外工业的日益开展，温度检测技术也不断地进步，目前的温度检测运用的温度计种类繁多、应用范围也较广泛，大致包括以下几种方法：1利用物体热胀冷缩原理制成的温度计利用此原理制成的温度计大致分成三大类：a 玻璃温度计，它是利用玻璃感温包内的测温物质水银、酒精、甲苯、煤油等受热膨胀、遇冷收缩的原理进展温度测量的；b 双金属温度计，它是
11、采纳膨胀系数不同的两种金属坚固粘合在一起制成的双金属片作为感温元件，当温度变更时，一端固定的双金属片，由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲，自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应温度；c 压力式温度计，它是由感温物质氮气、水银、二甲苯、甲苯、甘油和低沸点液体如氯甲烷、氯乙烷等随温度变更，压力发生相应变更，用弹簧管压力表测出它的压力值，经换算得出被测物质的温度值。2利用热电效应技术制成的温度检测元件利用此技术制成的温度检测元件主要是热电偶。热电偶开展较早，比拟成熟，至今仍为应用最广泛的检测元件。热电偶具有构造简洁、制作便利、测量范围宽、精度高、热惯性小等特点。常用的热电偶有以下几种：a 镍铬-
12、镍硅，型号为WRN，分度号为K，测温范围0-900，短期可测1200。b 镍铬-康铜，型号为WRK，分度号为F，测温范围0-600，短期可测800。c 铂铑-铂，型号为WRP，分度号为S，在1300以下的温度可长期运用，短期可测1600。d 铂锗30-铂锗6，型号为WRR，分度号为B，测温范围300-1600，短期可测1800。3利用热阻效应技术制成的温度计用此技术制成的温度计大致可分成以下几种：a 电阻测温元件，它是利用感温元件导体的电阻随温度变更的性质，将电阻的变更值用显示仪表反映出来，从而到达测温的目的。目前常用的有铂热电阻分度号为Pt100，Pt10两种和铜热电阻分度号有Cu5O，Cu
13、100两种。b 导体测温元件，它和热电阻的温阻特性刚好相反，即有很大副温度系数，也就是说温度提升时，其阻值降低。他们的关系为： 1.1式中 RT在温度T(K)时的电阻值；RT0在温度T0(K)时的电阻值；e自然对数的底；B常数，其值和半导体材料的成分和制作方法有关。c 陶瓷热敏元件它的实质是利用半导体电阻的正温特性，用半导体陶瓷材料制作而成的热敏元件，常称为PCI，或NCI热敏元件。PCT热敏元件分为突变型和缓变型两类。突变型PCT元件的温阻特性是当温度到达顶点时，它的阻值突然变大，有限流功能，多数用于爱护电器。缓变型PCI元件的温阻特性根本上随温度提升阻值渐渐增大，起温度补偿作用。NCI元件
14、特性和PGT元件的突变特性刚好相反，即随温度提升，它的阻值减小1。4利用热辐射原理制成的高温计辐射测温在近年相对其他的测温领域显得活泼些，热辐射高温计通常分为两种：一种是单色辐射高温计，一般称光学高温计；另一种是全辐射高温计，它的原理是物体受热辐射后，视物体本身的性质，能将其汲取、透过或反射。而受热物体放出的辐射能的多少，和它的温度有必须的关系。热辐射式高温计就是依据这种热辐射原理制成的。5利用声学原理进展温度测量声学法温度检测技术是近年来开展起来的一项新技术，利用该技术，可以对炉内的烟气温度测量值和火焰分布在线检测，判定炉的燃烧状况，进展实时调整和限制。声学温度检测技术的根本原理是通过测量声
15、波传感器间的声波传播时间以最小二乘原理重建温度的测量方法。1.3温度检测技术介绍近年来，在温度检测技术领域，多种新的检测原理和技术的开发应用，已取得了重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善化。1晶体管温度检测元件半导体温度检测元件是具有代表性的温度检测元件。半导体的电阻温度系数比金属大12个数量级，二级管和三极管的PN结电压、电容对温度灵敏度很高。基于上述测温原理己研制了各种温度检测元件。2集成电路温度检测元件利用硅晶体管基极放射极间电压和温度关系即半导体PN结的温度特性进展温度检测，并把测温、鼓励、信号处理电路和放大电路集成一体，封装于小型管壳内，即构成了集成电路温度检测元件。目前，国内外也进展了生产。3核磁共振温度检测器所谓核磁共振现象是指具有核自旋的物质置于静磁场中时，当和静磁场垂直方向加以电磁波，会发生对某频率电磁的汲取现象。利用共振汲取频率随温度上升而削减的原理研制成的
