基于热敏电阻的测温控制系统_智能化仪表说明书.doc

基于热敏电阻的测温控制系统
摘要
随着社会的进步和工业技术的发展,人们越来越重视温度对产品的影响,许多产品对温度范围要求严格,目前市场上普遍存在的问题有温度信息传递不及时、精度不够的缺点,不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下,有了一种实时性高、精度高的温度采集系统。
本系统的温度测量采用的就是热阻效应。测温电桥的主要部分是热敏电阻。
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℃的温度变化;②工作温度范围宽,常温器件适用于-55℃~315℃,高温器件适用温度高于315℃(目前最高可达到2000℃),低温器件适用于-273℃~55℃;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,~100kΩ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。
其中运算放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,以满足A/D转换器对输入信号电平的进行各种转换处理的要求。
关键字:温度传感器; 热敏电阻; A/D数模转换
目录
摘要 1
第一章前言和概述 3
3
4
第二章硬件设计 5
5
5
5
6
A/D转换模块 6
性能指标 7
功能描述 7
接口说明 8
9
10
第三章软件设计 11
软件设计概述 11
I2C简介 11
温度显示模块程序 12
第四章总结心得 14
参考文献 15
附录A 电路图 16
附录B 程序编程 19
第一章前言和概述

在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里,从事什么工作,无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来,工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业,可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度对于工业如此重要,由此推进了温度传感器的发展。进入21世纪后,温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
在工农业生产中,温度检测及其控制占有举足轻重的地位,随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。要达到较高的测量精度需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差等问题,使温度检测复杂化。模拟信号在长距离传输过程中,抗电磁干扰时令设计者伤脑筋的问题,对于多点温度检测的场合,各被检测点到监测装置之间引线距离往往不同,此外,各敏感元件参数的不一致,这些都是造成误差的原因,并且难以完全清除。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件,尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。采用单片机对温度采集进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控数据的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。
如最简单的温度的测量,有热电偶、光纤温度传感器等等。但是,热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器。热敏电阻由半导体陶瓷材料组成,利用的原理是温度引起电阻变化。热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。随着半导体技术的不断发展,热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。

测量过程是热敏电阻随着温度的变化电阻值发生变化,然后利用精密电阻器以电压模式对热敏电阻进行线性化,由热电阻传感器测的外界温度,经过信号放大,然后送给模数转换,将原有的模拟信号转换为可以贝单片机识别和运算的数字信号,然后在通过软件编程通过显示电路显示出来当前所测得的温度。而热敏电阻具有体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点,最重要的是作为温度传感器的热敏电阻的灵敏度非常高,这是其他测温传感器所不能比拟的......
第二章硬件设计


1、灵敏度较高,其温度系数要比金属大10~100倍以上,能检测出10-6℃的温