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基于热电堆红外探测器的非接触人体表面温度测量系统

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基于热电堆红外探测器的非接触人体表面温度测量系统1 技术指标设计一个非接触人体表面温度系统,要求: (1)通过热电堆 TP337A 来探测人体表面的温度; (2)由 LED 数码管显示测量的温度,要求显示温度精度能够达到 0.1℃; (3)可以连续测量人体表面或环境温度.其整体方案如图 1 所示:图 1 系统硬件设计原理图2 设计方案及其比较 通过技术指标中的硬件设计的原理,及设计要求,提出了以下三种设计方案2.1 方案一 采纳 TPS333 热电堆设计电路,热反应堆和放大部分,如图 2 所示,由于热电堆直接测量产生的电压范围只有几毫伏到几十毫伏,无法由 A/D 转换芯片 PTCF8591 直接处理,需要红外线测温模块电压信号放大模块A/D 转换模块单片机 ST89C52 模块LED 数码管显示模块经过放大处理,又因为需要将电压信号放大一千倍,假如采纳一级放大会出现零点漂移等一系列的问题,且放大信号有很强的干扰,所以选择了两级放大。2。2 方案二 在调试方案一时,电路仍然出现了不稳定的现象,零飘等现象仍然存在一些,说明电路仍然不稳定,为此在方案一的基础的上提出了方案二,如图 3,方案一与方案的二的区别在于在两级放大电路的中间加了一个电容,其作用是消除零飘,滤波等一系列作用。2。3 方案三 为了更强劲的抑制零点漂移和抑噪声与干扰的能力,方案三在放大部分采纳的是差分放大电路,如图 4 所示:图 4 方案三放大电路模块3 实现方案3。1 电路原理通过将三种方案进行对比,得出方案二电路的性能更加稳定,且电路简单,所以实现方案采纳方案二。实现的电路图如图 3 所示,对于热电堆部分,因为红外温度测量技术的最大的优点是测量速度快,1 秒内就可测试完毕,由于它只接受人体对外发射的红外辐射,没有任何其他物理和化学因数作用于人体,所以对人体无任何损害,在方案中采纳的是TPS333 热电堆,由于热电堆直接测量产生的电压范围只有几毫伏到几十毫伏,无法由图 3 方案三红外与放大模块的设计图 2 方案一红外与放大模块的设计图 3 方案二红外与放大模块的设计图 3 方案二红外与放大模块的设计A/D 转换芯片 PTCF8591 直接处理,需要经过放大处理,又因为需要将电压信号放大一千倍,假如采纳一级放大会出现零点漂移等一系列的问题,且放大信号有很强的干扰,所以选择了两级放大。在两级放大电路的中间加入一个电容为了的使电路更加稳定,起滤波的作用。其放大的倍数为R5R4∗R6R7 .系统的硬件由单片机模块、TPS...

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