温度传感器论文

摘 要

本论文主要介绍了温度测量方法以及基于单片机的温度显示与控制实验系统设计，包括原理设计、方案设计和利用keil软件进行编程和调试、程序下载、实验系统调试及数据标定、温度数据的采集及控制几个方面。

首先介绍了AD590传感器的工作原理、组成和测量方法。其次介绍了单片机的相关知识及相关软件的应用和C语言编程。最后利用数码管作温度及电压显示，利用小键盘设定控制温度。其中主要是设计把实际输出电压导入到单片机中进行分析处理并进行温度控制的测试系统。

本设计的主要步骤：首先熟悉实验和相关的资料选择合适的温度传感器（AD590）；然后对传感器进行标定并根据实验原理把实际的测试系统设计出来；其次温习C语言，利用C语言对单片机编程显示及控制实际温度。

关键词：AD590传感器；单片机；C语言；数据采集；温度控制

Abstract

This paper introduces the method of temperature measurement and temperature display and microcomputer-based controlexperiment system design, including the principles of design, program design and use keil software programming and debugging, program downloads, experimental system debugging and data calibration, temperature data acquisition and control aspects.

First introduced the AD590 sensor working principle, composition and methods of measurement. Then, we introduce SCM knowledge and related software applications and C language programming. Finally, the digital control for temperature and voltage display, set the temperature control using a small keyboard. Mainly design to the actual output voltage to the microcontroller into the analysis process and temperature control of the test system.

The design of the main steps: first become familiar with test and select the appropriate information related to the temperature sensor (AD590); and sensor calibration and the experimental principle to pass the actual test system came out; second study C language, using C programming language on microcomputer display and control the actual temperature.

Keywords: AD590 sensor; SCM; C language; data acquisition; temperature control

前 言

单片微型计算机简称为单片机，又称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集成CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。20世纪80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已经逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。

在国内，由于单片机具有功能强、体积小、可靠性好和价格便宜等独特优点，因而受到人们的高度重视，并取得了一系列科研成果，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广阔的发展前景。

本设计充分利用了单片机的优越性，通过对单片机编程来控制继电器实现加热和冷却，最终实现温度的控制，使温度恒定在某一设定温度范围内，要实现温度的测量与控制须了解ZDM51_A单片机实验板、继电器的原理和接法，并掌握C语言相关知识，再根据毕业设计任务书和查阅相关资料，逐步将本设计完成，实验过程中既注重理论基础知识，又不忘将理论与实际应用相结合，更好的掌握了学过的知识。

1 温度传感器及其测量系统简介

温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的应用和原理： 热电式传感器是把被测量（主要是温度）转换为电量变化的一种装置，其变换是基于金属的热电效应。按变换方式的不同，可分为热电偶与热电阻传感器。所有又分为温度传感器热电偶式和温度传感器热电阻式。

1.1 温度传感器热电偶的应用原理

温度传感器热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： ①测量精度高。因温度传感器热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的温度传感器热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊温度

传感器热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。温度传感器热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

1.2 热电偶温度传感器测温基本原理

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。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。温度传感器热电偶就是利用这一效应来工作的。

1.3 温度传感器热电偶的种类及结构形成

（1）热电偶温度传感器的种类

常用温度传感器热电偶可分为标准温度传感器热电偶和非标准温度传感器热电偶两大类。所调用标准温度传感器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温度传感器热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化温度传感器热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化温度传感器热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化温度传感器热电偶 我国从1988年1月1日起，温度传感器热电偶和温度传感器热电阻全部按IEC国际

标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化温度传感器热电偶为我国统一设计型温度传感器热电偶。 (2)温度传感器热电偶的结构形式

为了保证温度传感器热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ① 组成温度传感器热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；

③ 补偿导线与温度传感器热电偶自由端的连接要方便可靠； ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

1.4 温度传感器热电阻的应用原理

温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

1.5 温度传感器热电阻测温原理及材料

温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。

1.6 温度传感器热电阻的结构

（1）精通型温度传感器热电阻

工业常用温度传感器热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点。从温度传感器热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响采用三线制或四线制。

（2）铠装温度传感器热电阻

铠装温度传感器热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击； …… 此处隐藏：8056字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……