传感器论文邢旭.doc

学院_鲁东大学_____专业_电气工程及自动_____班级_1003___本专学号__20103615552____姓名_邢旭_______________
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鲁东大学20 12 -2013 学年第二学期
《传感器技术及应用》课程论文
课程号:3615230 -02
任课教师丁宏成绩
论文题目:采用热电阻的恒温控制系统设计
论文要求:
论文题目及要求见附件。
教师评语:
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年月日
正文

本系统采用典型的温度反馈控制系统,系统组成如图。图中数字控制器的功能由89C51实现,由热敏电阻、电桥、A/D转换器组成输入通道,用于采集温度信号,期中热敏电阻选mf12-26型号,它将温度信号转化为阻值变化信号再经电桥变为0~5v的标准电压信号,以供电压转换器使用。转换后的温度数字量与温度设定值进行比较,即得到实际值与设定值的偏差。温度设定值由键盘输入,由单片机计算出所需要的控制量,,从而改变电阻炉单位时间内电压导通的百分比,从而控制电阻炉加热功率,起到调温作用。



AD590和DS18B20都包含一个可以精确测量环境温度的片内温度传感器,但AD590是模拟传感器,需对温度模拟信号进行数字化处理,在调理和放大信号时,又会带来新的误差,影响精度,而DS18B20包含一个10位AD转换器,,并且其测温理论范围为-55度到125度,因其精确度高,范围可选这两大特点,故本设计的传感器选为DS18B20。
热电偶是热电阻温度计的敏感元件,它测温的基本原理是基于热电效应。如图是为热电偶回路。经过研究表明,热电偶总电势与电子密度及两接点温度有关。电子密度不仅取决于热电偶材料特性,而且随温度的变化而变化,它们并非常数,所以,当热电偶材料一定时,热电偶的总电势EAB(T,T0)就与热温度T和T0的函数差有关,即

EAB(T,T0 )=F(T)-F(T0 )

热电偶回路
这就要求冷端温度T0 固定,为了保证温度T0 固定,使热电偶与被测温度间成单值函数关系关系,就要为冷端温度进行补偿,补偿方法为补偿法,如图所示。
加热控制电路
补偿电路
3 传感部分的电路图及其他部分电路图的框图
温度传感器
温度是工业生产过程中最常见,最基本的参数之一,温度的检测与控制是自动控制工程的重要任务之一。测量温度的方法有两种,一种是接触式,一种是非接触式。接触式的特点是:方法简单可靠,测量精度高。但是由于测温元件要与被测介质接触进行热交换,才能达到平衡,因此产生了滞后现象。同时测量体可能与被测介质产生化学反应。非接触测温是通过接受被测介质发出的辐射来判断的。其主要特点是:测温原则上不受限制,速度快,可以对运动物体进行测量,但它受物体辐射率、距离、烟尘、水汽等的影响,测量误差大。由于本系统测量的温度是室温,测量温度在0~40度,介质为空气,不易与测量体发生化学反应。所以选择接触式的温度测量方式更为理想
。

热电阻温度检测电路
DS18B20是单线式数字温度传感器,具有3引脚T0-92小体积封装模式,温度测量范围是-55℃