热电偶测温系统设计.docx

热电偶测温系统设计.docx(完好版)热电偶测温系统设计
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任务书
课程 传感器课程设计
题目 热电偶测温系统设计
主要内容：
本系统以单片机为核心， 硬件设计使用高精度模 /数变换器和高精度数 /模变换
器，分别实现对热电偶电动势的采样、放大、 AD 变换和对线性化办理的数据转
换，并在程序中采纳修正后的数据，实现热电偶的线性化办理。
基本要求：
1、依据技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；
2、利用热电偶和单片机等设计一种热电偶测温系统电路。
3、说明所用传感器的基本工作原理、画出应用电路电路图、写明电路工作原
理、注明元器件选用参数、进行方案比较。
主要参照资料：
崔志尚 . 温度计量与测试 [M]. 北京：中国计量第一版社， 1998．
赵茂泰 . 智能仪器原理及应用 [M]. 北京 : 电子工业第一版社， 2007.
陈杰，黄鸿 . 传感器与检测技术 [M]. 北京 : 高等教育第一版社， 2006.
刘华东 . 单片机原理与应用 [M]. 北京 : 电子工业第一版社， 2006.
达成限期
指导教师
专业负责人
2016年5月7日
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摘 要
在现代化的工业现场 , 常用热电偶测试高温 ,测试结果送至主控机。热电偶是工程上应用最宽泛的温度传感器之一，它拥有结构简单、使用方便、正确度、热惯性小、稳固性及复现性好、温度丈量范围宽等长处，合用于信号的远传、自动纪录和集中控制，在温度丈量中据有重要地位。但因为热电偶的热电势与温度呈
非线性关系 , 所以一定对热电偶进行线性化办理以保持测试精度。 该测温系统经过高精度模 /数变换器 AD7705 对热电偶电动势进行采样、放大 , 并在单片机内采纳必定算法实现对热电偶的线性化办理 , 再经过数 /模变换器 AD421 进行数 /模变换产生 4 mA~ 20mA 的电流 , 送入主控中心。
重点词： 热电偶；线性化； AD 变换； DA 变换；单片机
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目 录
一、设计要求 1
二、设计方案及其特色 1
1、方案说明 1
2、方案论证 2
三、传感器工作原理 2
四、电路的工作原理 3
五、单元电路设计、参数计算和器件选择 3
1、单元电路设计 4
2、参数计算 5
3、器件选择 6
六、总结 错 误! 不决义书签。
参照文件 错 误! 不决义书签。
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一、设计要求
以单片机为核心，进行对系统控制和线性化算法的运算，使 A/D 变换精度更
好；在算法办理上，使用最正确计算方法，使得线性化算法达到运算量小、办理速
度快、占用内存小等要求，并使该系统能很好的解决热电偶测试高温的精度问题。
二、设计方案及其特色
本设计是鉴于 STC89C52 单片机的硬件设计。关于系统可分为下边两种不一样的设计方案：
1、方案说明
方案一：系统由Ｋ型热电偶和集成温度传感器 AD590 丈量热端和冷端温度，
采纳 USB收集卡实现信号收集并传输给计算机。 依据热电偶中间温度定律 [1] ，编制
软件采纳查表和曲线拟合进行非线性校订及冷端赔偿。 利用 LabVIEW 的数据储存、读取、剖析函数，实现温度趋向曲线和统计直方图的绘制 [2] 。本系统将滤波、非线
性和冷端赔偿等功能由软件实现，简化了电路设计，提升了系统的稳固性和丈量
精度，但成本较高。
热电偶
赔偿导线
热端
放大
U