热敏电阻课程设计
Ⅰ 单片机课程设计:请问。单片机通过热敏电阻进行AD采样计算温度
AD可以测量出热敏电阻两端的电压(这是AD的知识,应该知道吧,有单片机采集),只要由一个基准电阻跟它串联就可以推测出热敏电阻此时的组值,从而推算出当前的温度(这些都可以由程序计算做到),原理不知道你清楚了没?
Ⅱ 温度传感器课程设计
集成温度传感器AD590及其应用
摘 要:AD590是AD公司利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器,文中介绍了AD590的功能和特性,分析了AD590的工作原理,给出了采用AD590设计的...
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集成温度传感器AD590及其应用
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集成温度传感器AD590及其应用[
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温度传感器,使用范围广,数量多,居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段:
1.传统的分立式温度传感器(含敏感元件),主要是能够进行非电量和电量之间转换。2.模拟集成温度传感器/控制器。
3.智能温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。
温度传感器的分类
温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类:一类是接触式温度传感器,一类是非接触式温度传感器。
接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触,通过热传导及对流原理达到热平衡,这是的示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高,并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象,这种方法将会产生很大的误差。
非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。此种测稳方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可测量温度场的温度分布,但受环境的影响比较大。
温度传感器的发展
1.传统的分立式温度传感器——热电偶传感器
热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器,它与被测对象直接接触,不受中间介质的影响,具有较高的精度;测量范围广,可从-50~1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁——镍铬,最低可测到-269℃,钨——铼最高可达2800℃。
2.模拟集成温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。
模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。
2.1光纤传感器
光纤式测温原理
光纤测温技术可分为两类:一是利用辐射式测量原理,光纤作为传输光通量的导体,配合光敏元件构成结构型传感器;二是光纤本身就是感温部件同时又是传输光通量的功能型传感器。光纤挠性好、透光谱段宽、传输损耗低,无论是就地使用或远传均十分方便而且光纤直径小,可以单根、成束、Y型或阵列方式使用,结构布置简单且体积小。因此,作为温度计,适用的检测对象几乎无所不包,可用于其他温度计难以应用的特殊场合,如密封、高电压、强磁场、核辐射、严格防爆、防水、防腐、特小空间或特小工件等等。目前,光纤测温技术主要有全辐射测温法、单辐射测温法、双波长测温法及多波长测温等
2.1.1 全辐射测温法
全辐射测温法是测量全波段的辐射能量,由普朗克定律:
测量中由于周围背景的辐射、测试距离、介质的吸收、发射及透过率等的变化都会严重影响准确度。同时辐射率也很难预知。但因该高温计的结构简单,使用操作方便,而且自动测量,测温范围宽,故在工业中一般作为固定目标的监控温度装置。该类光纤温度计测量范围一般在600~3000℃,最大误差为16℃。
2.1.2 单辐射测温法
由黑体辐射定律可知,物体在某温度下的单色辐射度是温度的单值函数,而且单色辐射度的增长速度较温度升高快得多,可以通过对于单辐射亮度的测量获得温度信息。在常用温度与波长范围内,单色辐射亮度用维恩公式表示:
2.1.3 双波长测温法
双波长测温法是利用不同工作波长的两路信号比值与温度的单值关系确定物体温度。两路信号的比值由下式给出:
际应用时,测得R(T)后,通过查表获知温度T。同时,恰当地选择λ1和λ2,使被测物体在这两特定波段内,ε(λ1,T)与ε(λ2,T)近似相等,就可得到与辐射率无关的目标真实温度。这种方法响应快,不受电磁感应影响,抗干扰能力强。特别在有灰尘,烟雾等恶劣环境下,对目标不充满视场的运动或振动物体测温,优越性显著。但是,由于它假设两波段的发射率相等,这只有灰体才满足,因此在实际应用中受到了限制。该类仪器测温范围一般在600~3000℃,准确度可达2℃。
2.1.4 多波长辐射测温法
多波长辐射测温法是利用目标的多光谱辐射测量信息,经过数据处理得到真温和材料光谱发射率。考虑到多波长高温计有n个通道,其中第i个通道的输出信号Si可表示为:
将式(9)~(13)中的任何一式与式(8)联合,便可通过拟合或解方程的方法求得温度T和光谱发射率。Coates[8,9]在1988年讨论了式(9)、(10)假设下多波长高温计数据拟合方法和精度问题。1991年Mansoor[10]等总结了多波长高温计数据拟合方法和精度问题。 该方法有很高的精度,目前欧共体及美国联合课题组的Hiernaut等人已研究出亚毫米级的6波长高温计(图4),用于2000~5000K真温的测量[11]。哈尔滨工业大学研制成了棱镜分光的35波长高温计,并用于烧蚀材料的真温测量。多波长高温计在辐射真温测量中已显出很大潜力,在高温,甚高温,特别是瞬变高温对象的真温测量方面,多波长高温计量是很有前途的仪器。该类仪器测温范围广,可用于600~5000℃温度区真温的测量,准确度可达±1%。
2.1.5 结 论
光纤技术的发展,为非接触式测温在生产中的应用提供了非常有利的条件。光纤测温技术解决了许多热电偶和常规红外测温仪无法解决的问题。而在高温领域,光纤测温技术越来越显示出强大的生命力。全辐射测温法是测量全波段的辐射能量而得到温度,周围背景的辐射、介质吸收率的变化和辐射率εT的预测都会给测量带来困难,因此难于实现较高的精度。单辐射测温法所选波段越窄越好,可是带宽过窄会使探测器接收的能量变得太小,从而影响其测量准确度。多波长辐射测温法是一种很精确的方法,但工艺比较复杂,且造价高,推广应用有一定困难。双波长测温法采用波长窄带比较技术,克服了上述方法的诸多不足,在非常恶劣的条件下,如有烟雾、灰尘、蒸汽和颗粒的环境中,目标表面发射率变化的条件下,仍可获得较高的精度
2.2半导体吸收式光纤温度传感器是一种传光型光纤温度传感器。所谓传光型光纤温度传感器是指在光纤传感系统中,光纤仅作为光波的传输通路,而利用其它如光学式或机械式的敏感元件来感受被测温度的变化。这种类型主要使用数值孔径和芯径大的阶跃型多模光纤。由于它利用光纤来传输信号,因此它也具有光纤传感器的电绝缘、抗电磁干扰和安全防爆等优点,适用于传统传感器所不能胜任的测量场所。在这类传感器中,半导体吸收式光纤温度传感器是研究得比较深入的一种。
半导体吸收式光纤温度传感器由一个半导体吸收器、光纤、光发射器和包括光探测器的信号处理系统等组成。它体积小,灵敏度高,工作可靠,容易制作,而且没有杂散光损耗。因此应用于象高压电力装置中的温度测量等一些特别场合中,是十分有价值的。
B 半导体吸收式光纤温度传感器的测温原理
半导体吸收式光纤温度传感器是利用了半导体材料的吸收光谱随温度变化的特性实现的。根据 的研究,在 20~972K 温度范围内,半导体的禁带宽度能量Eg 与
温度T 的关系为
"
3.智能温度传感器
智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU),并且可通过软件来实现测试功能,即智能化取决于软件的开发水平。
3.1数字温度传感器。
随着科学技术的不断进步与发展,温度传感器的种类日益繁多,数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点,被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。其中,比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等。
一、DS1722的工作原理
1 、DS1722的主要特点
DS1722是一种低价位、低功耗的三总线式数字温度传感器,其主要特点如表1所示。
2、DS1722的内部结构
数字温度传感器DS1722有8管脚m-SOP封装和8管脚SOIC封装两种,其引脚排列如图1所示。它由四个主要部分组成:精密温度传感器、模数转换器、SPI/三线接口电子器件和数据寄存器,其内部结构如图2所示。
开始供电时,DS1722处于能量关闭状态,供电之后用户通过改变寄存器分辨率使其处于连续转换温度模式或者单一转换模式。在连续转换模式下,DS1722连续转换温度并将结果存于温度寄存器中,读温度寄存器中的内容不影响其温度转换;在单一转换模式,DS1722执行一次温度转换,结果存于温度寄存器中,然后回到关闭模式,这种转换模式适用于对温度敏感的应用场合。在应用中,用户可以通过程序设置分辨率寄存器来实现不同的温度分辨率,其分辨率有8位、9位、10位、11位或12位五种,对应温度分辨率分别为1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃,温度转换结果的默认分辨率为9位。DS1722有摩托罗拉串行接口和标准三线接口两种通信接口,用户可以通过SERMODE管脚选择通信标准。
3、DS1722温度操作方法
传感器DS1722将温度转换成数字量后以二进制的补码格式存储于温度寄存器中,通过SPI或者三线接口,温度寄存器中地址01H和02H中的数据可以被读出。输出数据的地址如表2所示,输出数据的二进制形式与十六进制形式的精确关系如表3所示。在表3中,假定DS1722 配置为12位分辨率。数据通过数字接口连续传送,MSB(最高有效位)首先通过SPI传输,LSB(最低有效位)首先通过三线传输。
4、DS1722的工作程序
DS1722的所有的工作程序由SPI接口或者三总线通信接口通过选择状态寄存器位置适合的地址来完成。表4为寄存器的地址表格,说明了DS1722两个寄存器(状态和温度)的地址。
1SHOT是单步温度转换位,SD是关闭断路位。如果SD位为“1”,则不进行连续温度转换,1SHOT位写入“1”时,DS1722执行一次温度转换并且把结果存在温度寄存器的地址位01h(LSB)和02h(MSB)中,完成温度转换后1SHOT自动清“0”。如果SD位是“0”,则进入连续转换模式,DS1722将连续执行温度转换并且将全部的结果存入温度寄存器中。虽然写到1SHOT位的数据被忽略,但是用户还是对这一位有读/写访问权限。如果把SD改为“1”,进行中的转换将继续进行直至完成并且存储结果,然后装置将进入低功率关闭模式。
传感器上电时默认1SHOT位为“0”。R0,R1,R2为温度分辨率位,如表5所示(x=任意值)。用户可以读写访问R2,R1和R0位,上电默认状态时R2=“0”,R1=“0”,R0=“1”(9位转换)。此时,通信口保持有效,用户对SD位有读/写访问权限,并且其默认值是“1”(关闭模式)。
二、智能温度传感器DS18B20的原理与应用
DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
2DS18B20的内部结构
DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如图1所示。
(1) 64 b闪速ROM的结构如下:
Ⅲ 单片机课程设计题目:求 《基于热敏电阻的数字温度计》 程序流程图 . 源程序清单(最好每句语句后有注释)
你得有电路啊,或者你论文的资料。
Ⅳ 跪求用NE555制作恒温控制器的课程设计
在无线电杂志79年有图.
Ⅳ 求传感器课程设计
传感器课程设计是测控技术与仪器专业开设的一门独立实践课程,也是电气工程及自动化专业的选修课程。本课程以各类传感器的性能测试、实际应用设计为线索,完成磁敏传感器、温度传感器、光电传感器、应变传感器、电感传感器、电容传感器、压电传感器、光纤传感器、温湿度传感器、智能传感器等基本型、设计性和综合性实验与设计内容,通过课内和课外相结合,自主申请实验项目和实验室开放课题相结合,使学生掌握不同种类传感器的使用方法和设计要点的基本技能,加深学生对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解,为从事仪器系统开发与设计打下基础。
Ⅵ 单片机课程设计:基于热敏电阻的数字温度计的设计
利用pt1000做,恒流源通过pt1000放大pt1000两端的电压,ad采集电压,根据温度电阻表换算出温度值
Ⅶ 谁那边有单片机课程设计“基于热敏电阻的数字温度计”的原始程序呀谢谢啊
我这里有仿真文件和程序
Ⅷ 单片机数字式热敏温度计毕业设计
数字热敏温度计
引言: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。他具有体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点。
一、 热敏电阻温度转换原理
热敏电阻是温度传感器的一种,他由仿陶瓷半导体组成。热敏电阻(NTC)不同于普通的电阻,他具有负的电阻温度特性,即当温度升高时,其电阻值减小。图1为热敏电阻的特性曲线。 热敏电阻的阻值~温度特性曲线是一条指数曲线,非线性较大,因此在使用时要进行线性化处理。线性化处理虽然能够改善热敏电阻的特性曲线,但是比较复杂。为此,在要求不高的一般应用中,常做出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假定,以简化计算。使用热敏电阻是为了感知温度,给热敏电阻通以恒定的电流,电阻两端就可测到一个电压,然后通过下面的公式可求得温度:
T=To-KVt
式中:T为被测温度,To 为与热敏电阻特性有关的温度参数, K 为与热敏电阻特性有关的系数, Vt 为热敏电阻两端的电压。热敏电阻两端的电压值经A/D转换变成数字量,然后通过软件的方法计算得到温度值,再进行显示处理。
图1 热敏电阻的特性曲线
二、 温度采集转换电路
A/D转换由集成电路ADC0809完成,ADC0809具有8路模拟输入端口,把ABC口接地直接选择IN0口。热敏电阻Rt串上一个普通电阻再接上+5v电源,取Rt两端的电压经IN0送ADC0809转换。转换启动信号和地址所存信号连接在一起,由写信号控制地址的写入,运行一个100?s的延时,以等待A/D转换完成好进行数据的读操作,为此口地址和写信号相与后送OE,当写信号有效时,转换数据送到数据总线,由AT89C52接收。由单片机的读写信号经或非门74LS02控制ADC0809。
图2温度采集转换 电路
三、显示电路
(1) (2)
图3 显示电路
显示电路采用4位共阳LED数码管,P2口的P2.0 P2.1 P2.2 P2.3和P1口来作为数码管的显示控制,用PNP型三极管9014来驱动。为使数码管有合适的亮度增加了几个限流
四、总原理图
图4 总原理图
五、主要源程序:
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0100H
START:
MOV DPTR,#4000H ;ADC0809的地址
MOVX @DPTR,A
LOOP:CJNE P3.3 ,#0, LOOP
MOVX A , @ DPTR
COMP:MOV B,#03 H
MUL AB
MOV B,#06H
DIV AB
MOV B , A
MOV A,#0A0H
CLR C
SUBB A,B
CJNE A,#0AH,COMP1
COMP1:JNC COMP4
CJNE A,#97H,COMP2
COMP2:JC COMP3
COMP4:
MOV 2AH,#0FH
MOV 2BH,#0FH
MOV 2CH,#0FH
ACALL DISP
COMP3:RET
MOV R1 ,#00H
MOV R2 ,#00H
CHAN:CLR C
SUBB A,#64H ;温度转换为十进制数程序
JC CHAN1
INC R1
AJMP CHAN2
CHAN1:ADD A,#64H
CHAN2:SUBB A,#0AH
JC CHAN3
INC R2
AJMP CHAN2
CHAN3:ADD A,#0AH
MOV 2AH,R1
MOV 2BH,R2
MOV 2CH,A
DISP: MOV P2,#0FEH ;位控口地址
MOV R1,2AH ;段控口地址
MOV DPTR,DSEG
MOVX P1,@DPTR+A
ACALL DELAY
MOV A,# 0FB H
MOV R1,2BH
MOV DPTR,DSEG
MOVX P1,@DPTR+A
ACALL DELAY
MOV A,# 0FD H
MOV R1,2CH
MOV DPTR,DSEG
MOVX P1,@DPTR+A
ACALL DELAY
AJMP START
DELAY:MOV R4,#02H ;延时大约1MS
DELAY1:MOV R5,0FFH
DJNZ R5,$
DJNZ R4,DELAY1
RET
DSEG:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH
DB 77H,7CH,39H,5EH,79H
DB 71H,00H
END
七、总结与体会
单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域 , 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。
1、 认真审题,看懂题目的要求!选择适当的课题,不益太简单或者太难。做到既能把课题完成又能锻炼自己的能力!
2、 根据课题要求,复习相关的知识,查询相关的资料。
3、 根据实验条件,找到适合的方案,找到需要的元器件及工具,准备实验。
4、 根据课程设计的要求和自己所要增加的功能写好程序流程图,在程序流程图的基础上,根据芯片的功能写出相应的程序。然后再进行程序调试和相应的修改,以达到能够实现所要求的功能的目的。
5、 该设计从头到尾都要自己参与,熟悉了对整个设计的过程,更系统的锻炼了自己。