摘要：体温计是人们日常生活中的必备品，但是传统的水银体温计测量时间长，读数也不方便。本课题基于传统体温计的这些缺点设计出一种新型的电子体温计，它在测温精度能与传统的水银温度计相媲美的情况下，大大的缩短了测温时间,携带方便,对环境几乎没有污染。本次设计以单片机为整个体温计的核心，运用红外线原理去设计一个基于单片机的无线电子体温计，利用热释电红外传感器，采集人体发射出的红外线，再将转换之后的电信号通过A/D转换送入单片机，由MCS-51单片机来实现温度值的转换及送入LED显示，同时还加入了时钟功能和超温报警功能，在软件的控制下，实现智能化的体温测量，精确测温，使设计具有实用性。
关键字：体温计、红外线、单片机
Abstract: Thermometer is an essential goods in our daily life, but the traditional measurement of the mercury needs a long time, reading is not convenient. This subject which based on the traditional thermometer ’defects designed a new type of electronic thermometer, has comparable circumstances on temperature measurement accuracy with traditional mercury thermometers, greatly reduced the temperature time, and it is easy to be carried, it has almost no pollution on the environment . The design use a microcontroller as the core of the thermometer, use infrared principles to design a microcontroller-based wireless electronic thermometer, use pyroelectric infrared sensors, collect the infrared that body emits, then deliver the signal to the microcontroller by A / D conversion, use the MCS-51 microcontroller to implement the conversion ,and deliver the temperature value into the LED display, this design also added a clock function and over-temperature alarm function, under the control of software, intelligent temperature measurements, accurate temperature measurement, make the design practical. Keyword:thermometer、infrared、microcontroller
目录
摘要............................................... 错误!未定义书签。Abstract ........................................... 错误!未定义书签。目录 (3)
引言................................................ 错误!未定义书签。
1、绪论 (2)
1.1红外测温技术简介.............................. 错误!未定义书签。
1.2单片机简介 (2)
2、整体方案设计 (5)
2.1整体设计方案的实现 (5)
2.1.1设计原理 (5)
2.1.2系统框图 (5)
2.2 系统总方案 (6)
2.2.1 系统工作原理 (6)
2.2.2 系统总硬件原理图 (6)
2.3 系统开发方法及开发工具....................................... . (7)
2.3.1 硬件开发工具介绍........................................ .. (7)
2.3.2 软件开发工具介绍................................................................... .. (8)
2.4元器件方案选择 (9)
2.4.1 单片机芯片选择................................................................... (9)
2.4.2 红外温度传感器 (9)
2.4.3ADC芯片选择 (10)
2.4.4 显示器件选择................................................................... (11)
3、系统硬件设计..................................... 错误!未定义书签。
3.1 系统的模块设计................................ 错误!未定义书签。
3.1.1 信号采集模块 (12)
3.1.2 ADC模块 (18)
3.1.3 单片机控制模块 (21)
3.1.4 显示模块 (25)
3.2系统改进设计 (27)
3.2.1 时钟显示功能 (27)
3.2.2 超温报警功能 (29)
4、系统软件设计 (30)
4.1软件实现 (30)
4.1.1 程序设计方法..............................................
4.1.2 程序设计语言选择..........................................
4.1.3 系统流程图................................................
4.2程序模块分析 (32)
4.2.1 AD转化模块程序分析................................................................... . (32)
4.2.2 时钟显示模块程序分析................................................................... . (34)
4.2.3 主程序分析 .................................................................. .. (38)
4.3软件仿真 (31)
4.3.1 Proteus仿真软件介
绍................................................................... .. (31)
4.3.2 仿真过程................................................................... .. (31)
5、硬件制作与调试 (41)
5.1所用仪器 (41)
5.2PCB板画图、焊接与调试过程 (41)
结束语 (43)
参考文献 (44)
谢辞 (46)
附录一 (47)
附录二 (48)
附录三.............................................. 错误!未定义书签。
附录四................................................................... . (50)
引言
体温生理参数是人体最重要、最基本的生命指标,对危重病人进行生命指标参数的监测是医务工作者及时了解病情状况的重要手段之一，对于日常护理和病情检测都是非常重要的。现有体温计大概分为三种类型：一种是常见的玻璃水银体温计；一种是电子体温计；另一种是红外体温计。
水银体温计虽然价格便宜，但是有诸多弊端：首先，水银体温计遇热或安置不当，体温计同一脾破裂。其次，人体接触水银后会中毒，中毒症状是恶心、头痛、腹泻、脱发等，严重者会造成血液凝固。因为水银有剧毒，一旦它污染了
水源或者事物，可以对人的肾脏、肺等造成极大的伤害，水银也能加速人神经系统退变。最后，采用水银体温计测温需要相当长的时间（5min-10min），使用不便。没过一些城市和医院已开始禁止使用水银体温计。
电子体温计是采用热敏电阻测量温度的，采用电子体温计测温也需要较长的时间，同样使用不便。
红外体温计是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定它的表面温度。它用的红外传感器只是吸收人体辐射的红外线而不向人体发射任何涉嫌，采用的是被动式且非接触式的测量方式，因此红外体温计不会对人体产生辐射伤害。比起前两种测温方法，红外体温计有着响应时间快、使用安全及使用寿命长等优点。近20年来，外体温计在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用围也不断扩大。
本设计要介绍的就是一个基于单片机的无线电子体温计，利用红外测温技术，实现快速，安全的测量温度。运用理论基础和软件平台对本次设计进行了仿真设计和硬件制作。
1绪论
1.1、红外测温技术简介
红外测温原理:一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
在2003年全国防“非典”斗争中，我国对红外技术应用于非接触式测温进行了深入研究，在短时间开发成功了“非接触式红外测温仪”，打开了国“非
接触式测温”新篇章。
在国外，非接触式红外测温仪已经非常先进了，自1999年就有许多国家致力于这方面的开发研究，到现在为止很多国家的铲平已经达到国际先进水平，并已广泛应用于各个领域。比如：美国早在2001年就颁布了有关红外测温仪的计量标准，美国雷泰公司生产的ST系列红外测温仪已达到世界领先水平。由于红外测温仪测量温度围宽，除了用于人体温度检测外，还可用于电器的红外测温、供暖的红外测温、运输/汽车维修时的红外测温等各个领域。因此，它具有广泛的开发前景！
目前国开发的红外体温计主要有华中科技大学研制的“慧眼：HW一05”人体温度红外热图像仪．其分辨率高达0．06℃；中科院上海物理研究所研制的红外测温仪和大学合华技术应用开发中心开发的LHW—I型红外线测温仪。国外产品有德国博郎集团开发的只需1秒即可测出体温的红外体温计；日本欧姆龙研制的几款非接触式红外体温计和BJ40型非接触式医用红外线体温计(精度为±O．2℃)，其主要器件是红外温度传感器。
1.2、单片机简介
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应
用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机芯片
可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC
机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成芯片，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
2 整体方案设计
2.1、整体设计方案的实现
2.1.1、设计原理
本设计是利用红外线测体温的原理：物体因其自身的温度不同，便会发射出不同波长的红外线辐射能力，这个值是相对稳定的。将被测物体发射的红外线具有的辐射能转变为电信号，红外线辐射能量的大小与物体本身的温度是相关的，根据转变成的电信号的大小，就可以确定物体的温度。本设计利用这个原理，通过红外传感器进行体温测量，红外传感器将收集到的被测人员的红外线转换成
电信号，电信号被放大后再经A/D转换器转换为数字信号，并将数字信号送入单片机，单片机将接受到的信号送显示电路显示。此外，本设计还增加了超温报警功能，当被测人体温超过38度时，LED灯亮报警；体温超过39度时，LED灯亮的同时蜂鸣器蜂鸣报警。
2.1.2、系统框图
本次红外测温仪的设计主要由红外传感器、放大电路、A/D转换电路、时钟电路、单片机控制电路、显示电路、报警电路等部分构成。
2.2、系统总方案
2.2.1、系统工作原理
本课题设计了一个基于单片机的无线电子体温计，通过按键控制数码管显示。当测温键按下时，系统利用红外温度传感器检测到被测物体温度，并将其转换为微弱电信号，通过A/D转换电路将电信号转换为数字信号，并将之送入单片机控制电路，这样单片机便可以对信号进行比较系统的处理，这些处理时通过对单片机的编程来实现的，然后，单片机将处理结果输入到显示电路中，显示模块便能准确显示人体温度。当被测人体温超过38度时，LED灯亮报警；体温超过
39度时，LED灯亮的同时蜂鸣器蜂鸣报警。在测温键没有按下时，系统在时钟电路作用下显示当前时间。
2.2.2、系统总硬件原理图
2.3 系统开发方法及开发工具
2.3.1 硬件开发工具介绍
Protel 是由始建于1985年的Protel Technonology公司开发的、功能强大的电子电路设计软件。本设计主要用Protel电子设计软件进行电子线路的设计，电路原理图见附录二。
Protel电子线路设计软件是在TANGO基础上改进的电路CAD软件，它在原理图文件格式、印制板文件格式、原理图器件库文件格式、印制板封装库文件格式、原理图编译和网络表转换与检查等方面保持了与TANGO版本一致或兼容的前提下，对原TANGO版本做了一些改动。
Protel电子线路设计软件由原理图编辑、印制板设计、原理图输出、印制
板输出、原理图器件库编辑和其他应用程序组成。
电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步，也是非常重要的一步。电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作。首先，原理图的正确性是最基本的要求，因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的；其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量避免出错，也便于读图、便于查找和纠正错误；最后，在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。
电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤：
1、设置电路图纸参数及相关信息
根据电路图的复杂程度设置图纸的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息，为以后的设计工作建立一个合适的工作平面。
2、装入所需要的元件库
将所需的元件库装入设计系统中，以便从中查找和选定所需的元器件。
3、设置元件
将选定的元件放置到已建立好的工作平面上，并对元件在工作平面上的位置进行调整，对元件的序号、封装形式、显示状态等进行定义和设置，以便为下一步的布线工作打好基础。
4、电路图布线
利用Protel所提供的各种工具、命令进行画图工作，将事先放置好的元器件用具有电气意义的导线、网络标号等连接起来，布线结束后，一完整的电路原理图基本完成。
5、调整、检查和修改
利用Protel所提供的各种工具对前面所绘制的原理图做进一步的调整和修改。
6、补充完善
对原理图做一些相应的说明、标注和修饰，增加可读性和可观性。
7、保存和打印输出
这部分工作主要是对设计完成的原理图进行保存，包括存盘、打印输出等，以供以后的工作中使用。
2.3.2 软件开发工具介绍
单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件。随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机开发软件也在
不断发展，Keil软件是目前最流行的单片机开发的软件。
Keil C51 uVision2 集成开发环境是美国Keil Software 公司开发的基于80C51核的微处理器软件开发平台，嵌多种复合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。
Keil C51 uVision2集成开发环境的主要功能有以下几点：
1、Keil C51 uVision2：是一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑
和程序调试等组合在一个功能强大的环境中；
2、C51国际际准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块；
3、A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块；
4、BL51器/定位器：组合由C51和A51产生的可重定位的目标模块，生成
绝对目标模块；
5、LIB库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件；
6、OH51目标文件至HEX格式的转换器，从绝对目标模块生成Intel Hex 文
件；
7、RTX-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项目的设计。
2.4、元器件方案选择
2.4.1 单片机芯片选择
方案一：选用AT89C52芯片。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
方案二：选用AT89S52芯片。与AT89C52相比，AT89S52新增加了高可靠性、安全性的功能，所以能避免因外部环境恶劣而引起的信号失真、电磁干扰等
现象的发生。因此，用它作为系统的控制器可以满足检测与控制的要求。而且，从经济性的方面来看，AT89S52不但硬件结构简单，而且价格低、功能强、性价比高，符合本设计的要求。
综上所述，本设计采用AT89S52作为单片机控制芯片。
2.4.2、红外温度传感器选择
方案一：采用红外温度传感器MLX90615ESG-DAA，MLX90615在信号调节芯片中使用了先进的低噪音放大器，一枚16-bit ADC以及功能强大的DSP元件。温度计能适应从-40°C到85°C的广泛工作温度围，目标的体表可操作温度为-40°C至115°C。但是从设计角度而言，由于该传感器输出的是精准的且与温度大小线性相关的数字信号，简化了设计难度。而且价格不菲，易于损坏。故不选用此方案。
方案二：采用红外线温度传感器IRTP。IRTP系列红外测温系统是一种集成专用信号处理电路以及环境温度补偿电路的多用途红外温度测量系统，它属于工业测温传感器。不能用作人体测温，故不选用此方案。
方案三：采用热释电红外线传感器D203S。热释电红外线传感器是80年代发展器起来的一种新型高灵敏度探测元件。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。热释电红外线传感器本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。
综上所述，本设计采用热释电红外传感器。
2.4.2、ADC芯片选择
目前业界专用ADC芯片，外围电路结构越来越简单、精度越来越高，可靠性与稳定性都要远远高于ARM处理器集成的A/D转换器。并参考表一各自优缺点。在设计中选用专用A/D芯片完成模拟量采集。
表一 A/D采集方案对比
专用A/D芯片选择方案：
方案一：选用ADC0809。ADC0809是8路8位逐次逼近式A/D转换器，具有三态数据总线，可以直接和MCU接口。0809由8路模拟开关、通路地址锁存器、8位A/D转换器和三态锁存器缓冲器等组成，但它适用于精度要求不高（分辨率1/256）的多路A/D转换，故不选用此方案。
方案二：选用AD574。AD574是具有三态输出总线的高速（10-35us）高精度（0.05%）A/D转换器，可以直接和MCU接口。AD574部含有12位逐次逼近式A/D 转换器、时钟电路、基准电源电路、三态数据锁存器缓冲器等。AD574精度高，但与8位的单片机接口较复杂，且价格昂贵，考虑到体温计是对温度的测量，其响应时间的要求不高，故不选用此方案。
方案三：选用ADC0832。ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D转换器，能分别对两路模拟信号实现模—数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作。8位的分辨率（最高分辨可达256级），可以适应一般的模拟量转换要求。它体积小，兼容性，性价比高，符合本设计的要求。
综上所述，本设计采用ADC0832作为A/D转换器。
2.4.4 显示器件选择
方案一：选用LCD液晶显示器。LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。虽然显示效果颇佳，但是价钱较其贵。由于该设计显示数字较少。故不选用此方案。
方案二：选用LED数码管。LED数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。
LED数码管是一类显示屏。通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮。从而显示出数字数码管能够显示时间、日期、温度、等所有可用数字表示的参数。而且工作电低，显示简单明了。
综上所述，本设计采用LED数码管显示器。
3系统的硬件设计
3.1、系统的模块设计
3.1.1、信号采集模块
在介绍整个模块前，先简要介绍几个相关概念。
（一）黑体辐射定律
红外体温计的测温原理是基于黑体辐射定律。在任何温度下都能全部吸收投射到其表面的任何波长的辐射能量的物体称为黑体。黑体的单色辐射出度是描述在某一波长辐射源单位面积上发出的辐射通量。
黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。
物体发射率对辐射测温的影响：自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因纱在：材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。
当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段围的红外辐射量，然后由测温仪计算出被测目标的温度，
用公式可表达为： E=δε（T4-T04）
E是辐射出射度．单位是W／m3；δ是斯蒂芬一波尔兹曼常数，5．67x10-8W／（m2·K4）；ε是物体的辐射率；T是物体的温度（K）；To是物体周围的环境温度（K）。
人体主要辐射波长在9~10 μm的红外线，通过对人体自身辐射红外能量的测量，便能准确地测定人体表面温度。由于该波长围的光线不被空气所吸收，因而可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度，便能准确地测定人体表面温度。红外温度测量技术的最大优点是测试速度快，1秒钟以可测试完毕。由于它只接收人体对外发射的红外辐射，没有任何其它物理和化学因素作用于人体，所以对人体无任何害。
（二）菲涅尔透镜简介：
菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔（Augustin.Fresnel)发明的，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——
灯塔透镜。菲涅尔透镜(Fresnel Lense)是一种微细结构的光学元件，从正面看其象一个飞镖盘，由一环一环的同心园组成。
菲涅尔透镜 (Fresnel lens) 多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm 左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。
菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合，如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。
菲涅尔透镜作用有两个：一是聚用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。
（三）D203S简介
红外传感器是红外体温计的关键部件，在本设计中红外温度传感器我们选用D203S。D203S是通用双元热释电红外线感测器，它是利用温度变化的特征来探测红外线的辐射，采用双灵敏元互补的方法抑制温度变化产生的干扰，提高了感测器的工作稳定性。D203S应用非常广泛，例如：保险装置、防盗报警器、感应门、自动灯具、智能玩具等。
D203S规格尺寸如下：
D203S的引脚图如图a所示，等效电路如图b所示。
图a D203S引脚图图b D203S等效电路热释电红外传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测围温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱电压ΔV。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。滤光片为6mm 多层膜干涉滤光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约5mm以下）可很好滤除。热释电元件PZT将波长在8mm～12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环
境的干扰受到明显的抑制作用。D203S热释电红外传感器能无接触地检测人体运动时辐射出的红外线并转换成电信号输出。人体的体温约为3 7℃，辐射最多红外线的波长是10μm左右，而D203S对5～14μm围波长比较灵敏，他采用了2个热释电元件PZT板，PZT板表面吸收红外线，并在受光面的外各自安装取出电荷的一对电极，能敏感的捕捉到被测物体或光源，具有很高的灵敏度。
D203S红外感测器的放置方向和器件平面图的尺寸，结合菲涅尔透镜的焦点可以获得一种最佳的光学设计。菲涅尔透镜用于感测器的探测方位：
（四） LM324简介
LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著的优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流大致为MC1741的静态电流的五分之一（对每一个放大器而言）。共模输入围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。输出电压围也包含负电源电压。
功能特性如下：
短路保护输出；
红外线防盗报警器课程设计报告 北华航天工业学院 课程设计报告(论文) 设计课题:红外线防盗报警器设计 专业班级: B10231 学生姓名: 指导教师: 设计时间: 2012年6月25日 北华航天工业学院电子工程系 红外线防盗报警器课程设计任务书姓名: 专业: 通信工程班级: B10231 指导教师: 职称: 课程设计题目: 红外线防盗报警器 已知技术参数和设计要求: , 该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声， 适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。 , 要求: , 1、灵敏、可靠、一经触发，即刻报警 , 2、对产品材料精益求精，延长使用寿命 , 3、根据实际应用环境，自己选择传感器，确定红外检测范围。所需仪器设备: 直流供电电源，信号发生器，双踪示波器，数字电压表，计算机等 成果验收形式: 面包板插接+实物演示+答辩
参考文献: 《电子技术基础模拟部分》(高教康华光) 《电子工艺与课程设计》(电子工业出版社毕亚军、崔瑞雪) 第17周: 周1---周2 :立题、论证方案设计～选择元器件安装调试 周4---周5 :插面包板调试电路时间 第18周: 安排 周1---周3 :焊接制成电路～完成设计 周4---周5 :验收答辩 指导教师: 张洁教研室主任: 崔瑞雪 2012年6 月 14 日 内容摘要 红外线防盗报警器目前市场上已有成型产品，且市场较为成熟。由于红外线是不可见光，因此用它进行红外探测监控，具有良好的隐蔽性，白天和黑夜均能使用，而且其抗干扰能力强。红外线传感器分主动式与被动式两种，主动式设计方案简单，但成本较高，从成本考虑，本课题通过介绍热释红外传感器RE200BP的工作原理，给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。这种电路把红外线传感器应用于报警系统中，从而能够实现防盗报警能。 该报警器能探测人体发出的红外线，由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、和报警指示电路等组成。当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警信号，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。 关键词被动式红外报警器;热释电传感器;菲涅尔透镜;防盗报警器 目录
任务分配 总体方案设计：XXX XXX XXX XXX XXX XXX 软件系统设计：XXX XXX 硬件系统设计：XXX XXX 绘图：XXX 软件编程：XXX XXX XXX XXX 整体效果图：
目录 任务分配 0 第1章绪论 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 系统总体方案设计概述 (2) 第2章方案设计 (3) 2.1 性能要求 (3) 2.2 设计思路 (3) 第3章电子体温计的控制电路的设计（硬件系统的设计） (4) 3.1 总体设计思想 (4) 3.2 传感器电路 (4) 3.3 单片机电路 (6) 3.4 LCD1602显示屏电路 (9) 3.5 电源模块 (11) 第4章软件控制程序的设计 (13) 4.1 DS18b20的读操作 (13) 4.2 DS18b20的温度数据处理 (14) 4.3 1602显示部分 (15) 第5章系统调试与测量 (17) 5.1 系统调试 (17) 5.2 测量数据 (17) 5.3 误差分析 (18) 课程设计心得 (19) 附录1 (20) 附录2 (21) 参考文献 (29)
第1章绪论 1.1设计背景 由于水银体温计精度很高、使用方便、并且易于携带，因而很多人喜欢采用水银体温计。再加上体温计测温方法及其结构都已完全成熟，并没太多的改进余地，人们对水银体温计的研究热情逐渐渐低，到现在水银体温计几乎已经没有什么发展的余地。再加上由于测量体温用水银体温计很不方便，如果打破摔坏体温计，水银的污染也很严重等，为了准确测量人体的局部温度，促使人们不得不开发了多种多样的测温方式和测温器件设备。 现在其它不同种类的电子仪器测量体温也日益普及，已有许多医院采用了电子体温计来测量体温。这一事实至少说明了，电子测温仪器的性能与水银温度计的性能已经很接近了。因此，鉴于传统的水银体温计多种因素，诸如汞的污染及其携带不方便易破碎，尤其是测量时间过长等缺点，本课题为解决此问题设计出一种数字式电子体温计。它在稳定性及响应时间上比传统的水银体温计有着显著的优势，精度要求也能和传统的水银体温计相媲美。 单片机智能化仪表在测量仪表的方面，有着很大的发展趋势。它给日常生活带来多方面的进步，其中数字温度计就是一个典型的例子，家庭、医院等随处可见，为了能更加满足人们的需要，数字体温计正在不断的进行更新换代。 现在所使用的温度计还有很多是水银、酒精或煤油。温度计的分辨力都是为1～0.1℃。这些普通水银温度计的刻度间隔通常都很密集，读数比较困难，分辨的不准确，而且他们有着比较大的热容量，需要很长时间达到热平衡，因此温度数值很难读准，使用非常不方便。本设计所介绍的电子体温计，主要用于家庭等普通环境。与传统的水银温度计相比，电子体温计易于读数，广泛的测温范围，测温精度比较高等优点，其输出温度采用数字显示。 现在温度计发展非常迅速，从最原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电偶温度计、热电阻温度计、集成的半导体数字温度计等。在电子式温度计中，最重要组成部分就是传感器。温度计的测量范围、精度、控制范围和用途取决于传感器的精度、灵敏度等等。现在的温度传感器被广泛的应用，目前已经研制出各种各样的新型温度传感器，从而现在温度监控系统的功能日趋强大。
红外报警系统建设方案 2016.05.31
第一章系统概述 (1) 1.1系统的意义 (1) 1.2系统的功能 (1) 1.3系统的类别 (2) 1.4主动红外报警系统 (2) 第二章系统方案设计 (2) 2.1系统构成图 (3) 2.2前端探测器 (3) 2.3信道传输 (4) 2.4中心控制部分 (5) 第三章主要设备参数 (5) 3.1中心设备 (5) 3.2前端设备 (5) 第四章设备安装方案......................................... 错误！未定义书签。第五章设备报价及清单.. (7)
第一章系统概述 1.1系统的意义 随着社会的发展，人们安防意识的提高，现代化的安防技术得到了广泛的应用。在一些重要的区域，如工厂、苗圃、机场、军事基地、武器库、监狱、银行金库、博物馆、发电厂、油库等处，为了防止非法的入侵和各种破坏活动，传统的防范措施是在这些区域的外围周界处设置一些（如铁栅栏、围墙、钢丝篱笆网等）屏障或阻挡物，安排人员加强巡逻。在目前犯罪分子利用先进的科学技术，犯罪手段更加复杂化、智能化的情况下，传统的防范手段己难以适应要害部门、重点单位安全保卫工作的需要。人力防范往往受时间、地域、人员素质和精力等因素的影响，亦难免出现漏洞和失误。因此，安装应用先进的周界探测报警系统就成为一种必要措施。周界探测，一旦发现入侵者可立即发出报警，好像在重要区域的周界处墙加了一道人眼看不见的“电子围墙”忠诚地守卫着要害目标。 1.2系统的功能 周界防护系统主要是对非出入通道的周边区域进行监视和管理，目的在于防止非法入侵。通常情况下周界的范围较大，不同的周界，条件和环境也不同，往往单靠人防很难实行全面而有效的管理。而周界报警系统可对周界区域实施24小时实时报警，并可进行计算机化管理，使管理人员能及时准确地了解苗圃周边环境的实际情况，遇有非法入侵能自动报警，自动显示报警区域；自动记录警情及自动转发报警信息；配以视频监控能实时而直观地观察和记录布控现场的实际情况，为警情核实及警后处理提供切实可靠的资料。 本系统的设计思路是，以满足目前的应用为出发点，合理优化设计方案；并兼顾未来的应用需求和技术发展，为系统在技术上提供有效的平滑过渡环境。 本系统做成后能够达到的目的： 设置报警系统的目的是：建立安全可靠的环境，加强货车出入口的安全管理管理，防止因车辆盲区造成的安全事故，保证厂区内部的安全，辅助工作人员对于厂区的安防管理，达到当货车到达自定区域前提前预警报警的作用。
红外测温仪设计方案 红外测温仪已被证实是检测和诊断电子设备故障的工具。可节省大量开支，用红外测温仪，你可连续诊断电子连接问题和通过查找在DC电池上的输出滤波器连接处的热点，以检测不间断电源（UPS）的功能状态，你可检验电池组件和功率配电盘接线端子，开关齿轮或保险丝连接，防止能源消耗；由于松的连接器和组合会产生热，红外测温仪有助于识别回路中断器的绝缘故障。或监视电子压缩机；日常扫描变压器的热点可探测开裂的绕组和接线端子。 目录 1.红外测温仪的原理构造 2.红外测温仪的分类 3.红外测温仪的技术参数 1.红外测温仪的原理构造 红外测温仪是把从被测物接收的红外线，由透镜经过滤波器聚焦
在检波器上，检波器通过被测物辐射密度的积分，产生一个与温度成比例的电流或电压信号，在此后相连接的电器部件中，把此温度信号线性化，发射率区域的修正，及转换成一个标准的输出信号。原理上有便携式测温仪和固定式测温仪两种，因此，在选择合适的红外测温仪用于不同的测量点时，以下的特征将是主要的：1、瞄准器瞄准器有此作用，测温仪所指的测量块或测量点可以看见，大面积的被测物可以经常不要瞄准器。在小的被测物和较远的测量距离时，瞄准器以透光镜形式带有仪表板刻度或激光指向点是值得推荐的。2、透镜透镜确定测温仪的被测点，对大面积的物体来说，一般带有固定焦距的测温仪足够可以。但在测量距离远离聚焦点时，测量点边缘的图像将不清楚。为此，采用变焦镜更好，在所给予的变焦范围内，测温仪可调整测量距离，新的测温仪带有变焦的可替换镜头，近透镜和远透镜可不需校准复检进行更换。
2.红外测温仪的分类 红外线测温仪三大分类：（1）人用红外线测温仪：额温型红外线体温计（以下简称额温计）是一种利用红外接收原理测量人体的测温计。使用时，只须方便的将探测窗口对准额头位置，就能快速、准确的测得人体温度。（2）工业红外测温仪：工业红外测温仪测量物体的表面温度，其光传感器辐射、反射并传输能量，然后能量由探头进行收集、聚焦，再由其它的电路将信息转化为读书显示在机上，本机配备的激光灯更能对准被测物及提高测量精度。（3）畜牧业动物红外测温仪测温仪：兽用红外线非接触体温计根据普朗克原理，通过准确测定动物体表特定部位的体表温度，修正体表温度与实际温度的温差，便能准确显示出动物的个体体温。
浙江省地方计量技术规范 JJF（浙）1041-2009 黑体空腔式钢水连续测温仪 The Continuous Temperature Measurement of Black body cavity of Molten Steel 2010-01-04发布2010-01-18实施浙江省质量技术监督局 发布
黑体空腔式钢水连续测温仪校准规范 Specification of Calibration for The Continuous Temperature Measurement Of Black body cavity of Molten Steel 本校准规范经浙江省质量技术监督局于2010年01月04日批准，并自2010年01月18XX日起施行。 归 口 单 位：浙江省质量技术监督局 主要起草单位：杭州市质量技术监督检测院 聚光科技（杭州）有限公司 参加起草单位：中国方圆标志认证委员会浙江审核中心 杭州市正和热能计量校准有限公司 本校准规范由主要起草单位负责解释。
本规范主要起草人： 蒋雪萍 （杭州市质量技术监督检测院） 张艳辉 （聚光科技（杭州）有限公司） 石 诚 （杭州市质量技术监督检测院） 孙世勃 （中国方圆标志认证委员会浙江审核中心） 郭晓维 （聚光科技（杭州）有限公司） 参加起草人： 陈伟琪 （杭州市正和热能计量校准有限公司） 孙 麒 （聚光科技（杭州）有限公司） 邹姝文 （杭州市质量技术监督检测院）
目 录 1 范围 (1) 2 引用文献 (1) 3 术语和定义 (1) 3.1黑体 (1) 3.2测温管 (1) 3.3有效长径比 (1) 4 概述 (1) 5 计量特性 (1) 5.1 示值误差 (1) 5.2 重复性 (2) 5.3 模拟量输出误差 (2) 5.4 开关量输出 (2) 5.5 温度变化影响量 (2) 6 校准条件 (2) 6.1 环境条件 (2) 6.2 测量标准及其他设备 (2) 7 校准项目和校准方法 (3) 7.1 外观及工作正常性检查 (3) 7.2 示值误差校准 (3) 7.3 重复性校准 (4) 7.4 模拟量输出误差校准 (4) 7.5开关量输出校准 (4) 7.6 温度变化影响量校准 (4) 8 校准结果表达 (5) 9 复校时间间隔 (5) 附录A (6) 附录B (8)
湖南科技大学 单片机课程设计 题目基于单片机的红外报警控制系统姓名_______ _____________ 学院 专业 学号 指导教师 成绩 二〇一三年六月二十二日
摘要 本系统是基于AT89s52 单片机控制的红外线防盗报警器，主要由红外线感应部分、单片机以及声光报警部分组成。可通过红外感应器的红外线被遮挡时控制报警系统报警，通过单片机控制报警电路的运行，并能同时进行声光报警，用红外线收发管进行检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰。系统可以探测到一定围的人的闯入，可以应用在安防围比较确定的情况下。采用这种方法设计的防盗报警器具有成本廉价和探测效果好的优点，有着广阔的市场前景。 关键词：单片机；红外线防盗报警器；声光报警 ABSTRACT The system is a infra-red anti-theft alarm controlled by single-chip AT89S52 , including infra-red part of the launch , part of the infrared receiver , microcontroller , as well as part of sound and light alarm . The system will alarm when infrared ray has been blocked , through the single-chip microcomputer to control the operation of alarm circuit , and at the same time sound and light alarm , with infrared transceiver test tube , install hidden , can not easily be found ; detection signal using pulse signal , energy-saving and anti-jamming . This system can detect a certain person within the scope of the intrusion, security can be applied to determine the scope of the case. Designed using this method of anti -theft alarm and detection in a cost-effectiveness of low-cost best advantages, has broad market prospects. KEY WORDS : Single chip microcomputer；Infrared anti-theft alarm; Sound and light alarm
目录 一、摘要 (1) 二、任务要求 (3) 三、设计思路 (3) 四、系统设计 (3) 五、方案设计与论证 (4) 六、系统框图 (4) 七、硬件电路设计 (5) 7.1传感器电路 (5) 7.2单片机电路 (6) 7.3LCD1602显示屏电路 (6) 7.4电源模块 (7) 八、测温电路的设计 (9) 8.1温度传感器的介绍 (9) 8.1.1热敏电阻的类型及特性 (9) 8.1.2线性化处理 (9) 8.1.3NTC热敏电阻用于温度测量和控制简介 (10) 8.2热敏电阻温度测量计算 (11) 8.3放大电路部分 (12) 8.4恒流源电路 (12) 九、PCB电路板的制作 (13) 十、系统调试与测量 (13) 10.1系统调试 (13) 10.2误差分析 (14) 十一、设计总结 (14) 十二、参考文献 (14)
电子体温计的设计 一、摘要 体温计是人们生活中的必不可少的用品。在现代化的工业生产中，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研各个领域，已经成为一种有力的工具，本文介绍一种基于单片机控制的电子温度计。 本设计采用电子体温计系统的硬件设计，采用一种新型的可编程温度传感（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，性能稳定。传感器DS18B20接触人体，感应温度后，模数转化后的电信号送入STC89C52单片机，并将其送入LCD1602数码管显示。它能快速准确地测量人体体温，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读数方便，测量时间短，测量精度高，能记忆并有蜂鸣提示的优点。并且超过预定的温度，回有报警提示。尤其是电子体温计不含水银，对人体及周围环境无害，特别适合于家庭，医院等场合使用。 【关键词】电子体温计DS18B20传感器STC89C52单片机LCD1602显示屏
红外测温仪 技 术 案
北京市科海工业自动化仪器有限公司 2018年01月19日 一．概述 1、设备名称和型号： 1）设备名称：红外测温仪 2）设备型号：WFD-600-GZ 2、测温仪表简介： WFD-600-GZ系列红外测温仪是一种智能化、高精度、非接触式数字显示测温仪表，具有测温速度快、使用寿命长等优点。它利用被测物体的红外辐射能量精确测量物体的温度，测量距离与被测目标的大小成正比。仪表显示读数直观，可配置各种接口、性能稳定、操作简单，安装与调整便。 WFD-600-GZ型红外测温仪,是可根据用户需要定做不同温度段的测温仪，测温仪具有较高的灵敏度，测斑适中。同时根据现场需求，设备配有冷却装置，能够快捷、安全、稳定的测量被测物温度。 二．技术指标 1、供电电压：交流220V供电，50Hz，20W或24V/DC 2、测温围：900～2000℃ 3、输出信号：4-20mA和RS485标准信号 4、测量精度：±1％满量程 5、重复精度：±0.2％满量程 6、响应时间：＜1秒（根据现场条件可调整） 7、距离系数：L/D=100 8、显示式：4位LED发光数码管显示平均值、峰值、实时值（选其中一种） 9、温度分辨率：1℃
10、工作波长：0.7～1.1μm或1.1～1.7μm 11、辐射系数：0.1～1.0连续可调 12、气源压力：0.2～0.6MPa 13、气源流量：4～6m3/h 14、使用环境：见表一 15、重 三．技术特点 1、具有光学瞄准系统，采用固定焦距加分划板瞄准，可以便找到被测目标 确保测量位置准确。 2、红外测温仪探头自身耐环境温度达90℃，这就大大延长了使用寿命。 3、显示式具有实时值、平均值、峰值和自动环境温度补偿。 4、电路采用8位单片机作中央处理器并采用CMOS电路，使整机工作电流 小，工作稳定可靠。 5、输出接口：4-20mA(对应围可设定)连接到PLC或RS485信号连接大屏 幕显示器。 6、红外测温系统结构简单，由红外探头、信号处理器、信号电缆组成。 7、设计成分体结构，避开高温区，维修调试便。 8、测温探头带有气源冷却装置，减少物镜灰尘，保证测量精度。 9、红外测温探头工作在短波段，对窗口污染有较好的适应性，窗口透过率 降低36%，测温示值仅降低4%。
飞机拖到秤台上,使飞机起落架的轮子落在秤台中央。不同的飞机机型,需不同的秤台数量组合。例如波音747飞机,它有5个起落架,18个轮子,即需18 个秤台来完成它的称重工作。 AN60飞机称重仪,配有专门的校准标准设备,如图2所示,所以对秤台的校准就很方便。一旦秤台有问题,可随时校准,这为保证称重的准确性起着重 要的作用。 AN60飞机称重仪有其自身的设计特点,既可用于大型飞机的称重,又可用于小飞机的称重,使用起来自由组合,搬运也方便。因而广泛应用于民航领域的飞机称重工作。 [编辑:邓茂焕] 红外测温仪的校准方法 许开设,朱 平 (广东科龙集团,广东顺德 528303) [摘 要]文章叙述了用二等标准水银温度计、低温恒温糟和自制装置,采用自校方法对常用红外测温仪进行周期校准,保证了测量的准确。通过数据对比,达到了仪表的精度要求,完全能满足现场使用,同时也为公司节省了大量检定费。 [关键词] 红外测温仪;校准方法;应用效果 近年来,随着电子技术的发展和半导体材料的进步,辐射温度计得到广泛应用,其中红外测温仪在工业生产测量和质量检测中均得到普遍应用。红外测温仪的特点是携带方便、操作简单、检测迅速、容易测量运动物体的表面温度且不破坏温场,方便又准确。 红外测温仪的检定校准需要黑体炉等专业设备。我省、市级计量所没有配备昂贵的黑体炉等红外测温仪标准检定装置,并且我公司红外测温仪使用率高,精度要求高,不可能半年送检一次,为了保证红外测温仪测量的准确性,我们利用公司现有检测设备来进行校准比对。下面就谈谈我们对冰箱、冷柜制冷巡检用的日本M INOLTA 505型红外测温仪的校准。1 原理 任何物体发出红外辐射能量都与该物体的表面温度有关,红外测温仪通过接收目标物体发射、反射和传导能量来测量其表面温度的非接触性测温仪表。在任何温度下能全吸收投射到其表面热辐射能而不反射不透射的物体,称为/黑体0,发射率E =1,实际物体的发射率E <1,E 值的大小与被测物体的材料表面特性有关,用红外测温仪测量时,要根据被测物体的性质选取相应的E 值。红外测温仪由镜头、滤光片、传感器和电信号处理器等组成。2 校准(比对)方法 (1)外观 METROLOGY TEST TEC HNOLOGY 计量测试
郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目简单的被动式红外线报警器 专业、班级电子科技09-1 学号 540911010149 姓名 **** 主要内容： 本实验将制做一个简单的被动式红外线防盗报警器。该报警器由红外线发射、接收、蜂鸣器和LED指示灯组成。我们选择A T89S52单片机作为控制芯片，硬件结构简单，程序设计也很简单。在系统完成中，我们采用A T89S52单片机控制发射38K的方波信号来驱动红外发射头发出红外线，接收部分采用HRM380017 来接收发射头发出的红外信号。 基本要求： 1)理解简单的被动式红外线报警器的原理及其结构； 2) 列举元件种类、特性参数等详细的数据，并比较其特性和应用条件； 3) 设计红外线探测报警器原理图，验证电路并优化电路参数； 4) 制作PCB版并调试电路； 5) 说明书内容要求设计方案正确、表达清楚，设计思路、论证方法科学合理。 主要参考资料： [1] 江月松主编，光电技术与实验，北京理工大学出版社，2000年。 [2] 康华光，模拟电子技术基础，高等教育出版社，2004年。 [3] 赵广林，protel99 SE电路设计与制版，电子工业出版社，2005年。 [4] 谭浩强，C程序设计，清华大学出版社，1999年。 完成期限：2012-06-10 指导教师签名：*** 课程负责人签名：*** 2012年05月25日
郑州轻工业学院 课程设计说明书 题目：简单的被动式红外线报警器 姓名：*** 院（系）：技术物理系 专业班级：电子科学与技术09-1 学号：540111010149 指导教师：*** 成绩： 时间：2012年5月25日至2012年 6 月10日
数字体温计的设计 一、实验目的 1.研究NTC热敏电阻的电学、热学性质。 2.利用NTC热敏电阻设计一个数字体温计，并评估其精度。 二、实验原理 （一）NTC热敏电阻 NTC是Negative Temperature Coefficient的缩写， 意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体 材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系 数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物 为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧 化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全 类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材 料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较 高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值 降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在102～ 106欧姆，温度系数-2%～-6.5%。NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。 部分专业术语： 1.（额定）测量功率P m（mW） 热敏电阻在规定的环境温度下，阻体受测量电流加热引起的阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时所消耗的功率。一般阻值变化不应大于0.1%。 当热敏电阻受测量电流加热引起的阻值变化恰为0.1%时，对应的测量功率P m称为额定测量功率，其数值约在1mW左右，并与环境温度有关。【根据图1所示的热敏电阻的尺寸、玻璃的热容量及导热系数等参数，可以估算出P m的大致数量级。】 2.零功率电阻值R T（Ω） R T指在温度T时，采用小于额定值的测量功率测得的电阻值。 3.额定零功率电阻值R25（Ω） 根据国标规定，额定零功率电阻值是NTC热敏电阻在基准温度25℃时测得的电阻值R25，这个电阻值就是NTC热敏电阻的标称电阻值。例如，实验室使用的NTC热敏电阻的阻值为10 k ，就是指该NTC热敏电阻的R25 = 10 kΩ。 4.材料常数（热敏指数）B（K） B值的定义式为：B=T1T2 T2?T1ln R1 R2 图1 玻璃封装系列NTC热敏电阻
非接触式红外测温仪设计 摘要 温度测量技术应用十分广泛，而且在现代设备故障检测领域中也是一项非常重要的技术。但在某些应用领域中，要求测量温度用的传感器不能与被测物体相接触，这就需要一种非接触的测温方式来满足上述测温需求。本论文正是应上述实际需求而设计的红外测温仪。 红外测温仪是以黑体辐射定律作为理论基础，是光学理论和微电子学综合发展的产物。与传统的测温方式相比，具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。 本文介绍了红外测温仪测温的基本原理和实现方法，提出了以STC89C51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。详细介绍了该系统的构成和实现方式，给出了硬件原理图和软件的设计流程图。该系统主要由光学系统、光电探测器、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。STC89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LED把结果显示出来。 关键词: STC89C51单片机，红外测温，LED显示
THE DESIGN OF NON－CONTECT INFRARED THERMOMETER ABSTRACT The technology of temperature measurement is used widespread, and it also important in the modern equipment failure examination field. But in some application domains, we needn’t the sensor contact with the measured object which used in temperature measurement, this needs a kind of non-contact temperature measurement to satisfies the demand and the design of this infrared thermometer is also based on the demand. Infrared thermomter, it uses the blackbody radiation laws as the theories foundation, it is the outcome that the optical theories and micro-electronics learn a comprehensive development. Compared to the way of traditional temperature measurement, it has a series of merits, such as short in response time, non-contact, noninterference to temperature field, long useful time and convenient operation, etc. The paper introduces the basic principle of infrared thermometer and the method of realization, puts forward infrared trermometer system with the STC89C51 MCU as the CPU. The paper introduces the composing and the method of that system in detail, and gives the hardware principle diagram and the design flow chart of the software. The system formed by the optical system, photoelectron detector,display and output partially. The optical system collects the infrared radiation energy of the object in its field of view, the infrared energy focusing on the instrument and transforms to the corresponding electrical signal. The STC89C51 MCU is used to start the temperature survey, data receive, count the value of the object temperature based on the arithmetic with in MCU and the result is displayed on LED.
河北敬业集团 测量设备对比规范 JYJJF0001—2014 在线测温仪对比规范 2014 年 12 月 10 日发布2014年12月25日实施河北敬业集团能源管控中心发布
`JYJJF 0001-2014 在线测温仪对比规范 JYJJF 0001-2014 本校准规范经河北敬业集团能源管控中心2014年 12 月 10日批准并自 2014 年 12 月 25 日施行。 归口单位： 起草单位： 批准人签字： 本规范由起草单位负责解释
JYJJF 0001-2014 目录 1．范围及目的 1 2．引用技术文件 1 3、计量性能要求 1 4、校准方法 1 5．校准结果的处理及校准周期 2 6．附加说明 2 7. 附录 A 3 8. 附录 B 4
`JYJJF 0001-2014 1、范围及目的： 本规范适用于在河北敬业集团各分厂生产过程中使用的在线测温仪的校准。对集团生产工序所用加热炉、热处理炉等设备的温度及工件产品在生产过程中的温度控制测量所需的红外测温仪实施校准，以确保其结果满足测量准确度的要求。 2．引用技术文件 2.1产品技术说明书 2.2JJG415-2001《工作用辐射温度计检定规程》 2.2.3JJG67-2003《工作用全辐射温度计检定规程》 3．计量性能要求 3.1 所用参考便携红外测温仪的示值误差不得大于±5℃。 3.1 红外测温仪基本误差： 在线红外测温仪最大基本误差见下表： 参考标准温度范围（℃）基本误差（℃） ≤300 0.5 300～600 2 600～900 4 900～1100 5 1100～2000 8 4．校准方法 4．1 外观检查 4.1.1 测温仪的型号、名称、规格、测量范围、准确度等级、制造厂名或商标、出厂编号、制造年月等均应有明确的标记。 4.1.2 测温仪显示值应清晰。 4.1.3 测温仪的外形结构应完好。
学号201040140130 单片机原理及接口技术课程设计说明书 课程名 人体接近检测及报警系统的设计 称 教学院机电工程学院 专业机械电子工程 班级 姓名 指导教 师 2013 年 6 月 6 日 目录 前言………………………………………………………… 一课程设计任务书 (1) 二主要元器件的选择与简介 (4)
2.1 AT89C52芯片简介 ……………………………………………4. 2.2 TORCH_LDR红外传感器 8 (7) 三硬件系统设计 (8) 3.1系统框架图设计 (8) 3.2红外报警系统的结构及工作原理 (9) 3.3系统整体工作原理 (10) 四软件系统设计 (11) 4.1 主控流程图设计 (11) 4.2 主程序设计 (12) 4.3 密码子程序设计 (15) 4.4 数码管子程序设计 (19) 五系统调试与仿真 (21) 六心得感悟 (22) 七参考文献 (23)
前言 随着我国社会与经济的发展，人民生活水平不断提高，人们对区域治安环境以及安全防范的要求也越来越高，同现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，所以保证区域安全必须从运用现代化的防盗报警技术。 本文将系统介绍一种采用新的先进的红外线对射感应模块和人体红外探测装置制作而成的红外监控系统，由于它是利用人眼不可见的红外光束，组成无线监控区域，所以具有极强的保密性和可靠性。本系统除用于仓库、门窗、围墙、栅栏防盗报警外，也可用于其他需要监控的场合。 本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。
.' 河北敬业集团 测量设备对比规范 JYJJF 0001—2014 在线测温仪对比规范 25日实施月日发布12月10 2014年12年2014
河北敬业集团能源管控中心布发 ;.. .' 在线测温仪对比规JYJJF 0001-2014 2014日批准并自月10本校准规范经河北敬业集团能源管控中心2014年12 25日施行。月年12
归口单位： 起草单位： 批准人签字： 本规范由起草单位负责解释 ;.. .' 目录 1．范围及目的 1 2．引用技术文件 1 3、计量性能要求 1 4、校准方法 1 5．校准结果的处理及校准周期 2
2 6．附加说明 3 7. 附录A 4 B 8. 附录 ;.. .' 1、范围及目的：本规范适用于在河北敬业集团各分厂生产过程中使用的在线测温仪的校准。对集团生产工序所用加热炉、热处理炉等设备的温度及工件产品在生产过程中的温度控制测量所需的红外测温
仪实施校准，以确保其结果满足测量准确度的要求。 2．引用技术文件 2.1 产品技术说明书 JJG415-2001《工作用辐射温度计检定规程》 2.2 《工作用全辐射温度计检定规程》2.2.3 JJG67-2003．计量性能要求3℃。3.1所用参考便携红外测温仪的示值误差不得大于±5 红外测温仪基本误差：3.1 在线红外测温仪最大基本误差见下表： ．校准方法4 1外观检查．4测温仪的型号、名称、规格、测量范围、准确度等级、制造厂名或商标、4.1.1 出厂编号、制造年月等均应有明确的标记。测温仪显示值应清晰。4.1.2 4.1.3测温仪的外形结构应完好。;.. .' 校准用的标准设备：便携式红外测温仪4.2 基本误差的校准4.3校准时作为标准的便携式红外测温仪传感器到被测目标的距离与测量角4.3.1 度要与在线测温仪表一致。次32min内重复4.3.2便携式
湖北文理学院物电学院 自动化1211 模拟电路课程设计 姓名：程梦学号：2012118010姓名：库才席学号：2012118032姓名：方凯学号：2012118016姓名：李沈辉学号：2012118040姓名：蔡嘉伦学号：2012118002
前言 近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。 报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。由于红外线是不见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用，此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。 红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器,也即是本文将研究的产品。还有红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器,高灵敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器,
红外线声先报警器…… 其外，可用红外报警器原理，控制各种电器的运行…… 目录 1．功能说明-------------------------------------------------------------2．结构框图-------------------------------------------------------------3．使用说明-------------------------------------------------------------4．原理与原理图--------------------------------------------------------
目录 1.总体方案的设计与选择.......................................... - 1 - 1.1 数字温度计的设计标准与要求.............................. - 1 - 1.2 系统基本方案............................................ - 1 - 1.3 各模块基本功能与设计方案选择与论证...................... - 1 - 1.3.1 温度采集模块的设计与论证........................... - 1 - 1.3.2 信号转换模块的设计与方案选择....................... - 3 - 1.3.3 显示模块的设计与方案选择........................... - 4 - 2. 硬件电路设计................................................. - 6 - 2.1 温度采集模块的硬件设计.................................. - 6 - 2.2 信号转换模块硬件电路设计................................ - 7 - 2.3 显示模块设计电路图...................................... - 8 - 2.4 电路中相关参数设定...................................... - 8 - 3. 电路仿真........................................ 错误！未定义书签。 3.1 仿真软件简介............................... 错误！未定义书签。 3.2 仿真分析.................................. 错误！未定义书签。 4 电路的安装与调试.............................................. - 9 - 5 误差分析...................................................... - 9 - 6 实物照片......................................... 错误！未定义书签。 7.心得体会..................................................... - 11 -
摘要： 在当今的生活中，传统的水银温度计有着很多大大小小的缺点，虽然它价格低、性能稳定，但是它精度低、测量时间长、不安全等缺点，给我们带来了众多麻烦和不便。红外线测温仪集快速、准确、安全、方便可靠等众多优点于一身，很快便被越来越多的人们所认知和接受。 本文根据红外线测温的原理，以STC89C52单片机作为核心控制部件，控制系统运行，结合TN901红外测温模块，搭配液晶显示器实现测温。本文大致介绍了这套系统的构成和实现方式，给出硬件、软件方面的设计流程。此系统主要由光电探测部分、系统运行部分和显示输出部分等组成：由TN901进行红外辐射采集，传入单片机，经由单片机处理转换为电信号，并在液晶模块中显示出来。 关键词：红外线测温 STC89C52 TN901
Abstract In today's life, the traditional mercury thermometer has many large and small faults, although its price is low, performance is stable, but its low precision, measurement time, uneasy congruent faults, brings us many troubles and inconvenience. Infrared thermometer set rapid, accurate, safe, convenient and reliable, and many other advantages in one, soon cognitive and accepted by more and more people. This paper according to the principle of infrared temperature measurement, STC89C52 single-chip computer as core control unit, control system, combined with TN901 infrared temperature measurement module, match LCD to realize temperature measuring. This paper Outlines the composition and implementation of the system, gives the hardware and software aspects of the design process. This system is mainly composed of photoelectric detection system is running, and display output sections such as: infrared radiation by TN901 collection, introduced into single chip microcomputer, processed by single-chip microcomputer is converted to electrical signals, and displayed in the LCD module. Keywords Infrared temperature measurement STC89C52 TN901