关于温度信号的研究与处理.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse薀芇课程论文成绩:蒅膀评语:莇莅袅羁葿任课教师签字:螇芄年月日蚁关于温度信号的分析与处理蒀2012级,仪器仪表工程,张光明袆摘要:温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。在温度测量中,大量噪声的存在使得原本十分微弱的温度信号淹没在噪声之中。此外,温度传感器的非线性、A/D转换器的非线性和电路工作环境的变化,都会给温度带来的严重的误差。这些给信号的检测和处理系统的设计带来了很大麻烦。本文以自己研究通断时间面积法热量计费系统为依托,为消除或减弱测温过程中多个方面的影响因素,以及实现对温度的高精度测量,对其中应用的两种温度传感器铂电阻和DS1820的温度信号的采集和处理进行了一些探讨。螃关键词: 温度传感器;PT1000;DS1820;滤波;msp430单片机莁芈引言芈温度是表征物体冷热程度的物理量,是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性,温度传感器的数量在各种传感器中居首位,约占50%。膃然而,在温度测量中,大量噪声的存在使得原本十分微弱的温度信号淹没在噪声之中,给信号的检测和处理系统的设计带来了很大麻烦。对有效信号的采集和对噪声的抑制水平直接影响到系统温度测量性能的优劣。膂传统的温度检测方式一般采用热电偶或热敏电阻,输出模拟信号,经A/D转换后才能送入单片机处理器,检测电路复杂。在对温度信号进行模拟处理时,模拟信号在长距离传输和多次加工、放大过程中信号电流的波形会改变,使信号失去一些信息,严重时出现信号中断。荿数字信号处理是一个新的学科领域,它通过计算机或专用处理设备,用数字方式去处理数字或符号所表示的序列,以得到更符合人们要求的信号形式。由于数字信号处理的直接对象是数字信号,处理的方式是数值运算方式,使它相对模拟信号处理具有许多优点。数字信号处理灵活性强、稳定性高、精度高、便于大规模集成。数字信号形式简单、抗干扰能力强、可以进行加密,而且可以存储、运算系统可以获得高性能的指标参数。这些特点,使信号的数字处理在温度信号分析与处理中发挥了巨大作用。莆本文涉及的通断时间面积法热量计费系统应用到两种温度传感器PT1000和单总线智能型数字温度传感器DS1820,前者用于测量供暖管道中供水和回水温度,后者用于测量用户室内温度。针对传感器的非线性、电路及元器件和AD转换的非线性等因素对温度测量的影响,实现了多路温度的高精度检测,达到了要求设计指标。对其中应用的两种温度传感器铂电阻和DS1820的温度信号的采集和处理进行了一些探讨。袆温度采集系统袂温度采集系统的整体设计莀实现对温度的控制不仅需要中央处理和控制部件如单片机,还涉及温度检测和采集部分、模数转换部分、信号放大部分、显示部分等构成。其中,非常重要的一部分是温度测量部分。蒅芆转换电路蚂膈袇蚅莃艿羅膄膃莀传感器莈放大器薄整流滤波电路袄跟随器膈A/D转换蒆输出显示电路羃单片机莀D/A转换腿图1一般信号的处理过程薅如图1所示,传感器对温度感知,经过转换电路转换为人们可以容易处理的电信号或光信号,再经过信号放大,整流滤波跟随,转化为单片机可以控