基于单片机温度检测设计1VIP免费

第1章引言1.1测温系统设计目的和意义温度作为一个物理参量，在我们日常生活中非常重要，并且在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。良好的温度检测系统不仅是安全生产的前提，同时较高精度的温度检测还能间接的实现降低能耗。例如，在一些精密机械加工行业和制药行业等，良好的温度检测就可以提高产品的合格率，降低生产消耗。1.2发展现状伴随着科技的发展温度传感器已经有许多的类型如：传感器AD590、传感器DS1820、热敏电阻、热电偶等。但是由于本设计所要实现的是对工业温度（500℃-1500℃）检测进行检测，同时参考其所能实现的精度，该设计采用热电偶，其具有以下诸多优点。结构简单，其主体实际上是由两种不同性质的导体或半导体互相绝缘并将一端接在一起而成的；具有较高的精确度；测量温度范围宽，厂用的热电偶，低温可测到-50℃，高温可达到1600℃左右，配有特殊材料的热电偶，最低可测到-180℃，最高可达到2800℃的温度；具有良好的敏感度；使用方便等。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。该设计根据设计任务要求出发，选取K型热电偶为本设计的测温原件。热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下。组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔[1][2]。本设计以热电偶为测温元件经过单片机进行相应的数据处理，能够比较精确的实现温度的检测。同时也可以进行扩展，实现远距离的串行通信。因此能够较好的适应对温度要求较高的工业应用场合，同时也可应用在楼宇等温度检测及显示。1.3本文主要工作本文主要阐述了一款基于AT89S52单片机控制，以E型热电偶为温度传感器的温度仪表的设计。在整个系统的设计过程中为了达到0.5级误差的设计要求，对热电偶采取电桥补偿法进行冷端补偿，分段折线法进行线性拟合。由AT89S52、HD7279及仪用仪表放大电路等构成整个系统的硬件组成。同时考虑网络控制在现代工业控制中的作用，系统同时设计了RS-485通讯。第2章系统的总体设计按任务书的设计要求，可将整个系统分为四大部分：K型热电偶测温单元、单片机及其外围硬件电路设计、数据处理及软件设计及系统电源设计。图2.1为整个系统的结构框图。框图中温度传感器的作用是对工业现场中的温度参数进行采集，信号处理作用是对温度传感器的输出信号进行放大、滤波及数模转换，AT89S52单片机的作用是对系统的相关数据进行处理，显示和键盘的显示数据及输入控制。时钟芯片的作用是为整个系统体提供时间参数。整个系统的工作过程中采用温度传感器K型热电偶对工业现场中的温度参数进行采集，温度传感器的输出信号经过放大、滤波、A/D转换信号处理这一环节，被送入AT89S52进行数据的相关处理。上位机通过RS-485通讯这一环节对下位机进行相应的控制，如显示、读取相关时间参数。第3章K型热电偶测温单元K型热电偶的概述K型热电偶作为一种温度传感器，K型热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。图2.1系统结构框图AT89s52单片机显示电路信号处理上位机时钟电路K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。3.1热电偶工作原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如...