第5章 温度检测
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温度检测简介温度检测是一项常见的技术,用于测量和监控环境中的温度变化。
无论是工业领域中的生产过程,还是日常生活中的温度调节,温度检测都扮演着重要的角色。
本文将介绍温度检测的原理、常见的温度传感器以及应用。
原理温度检测的原理基于物体温度与其它物理特性之间的关系。
一种常见的方法是通过测量物体与热平衡的系统之间的热交换来确定其温度。
根据热传导定律,热量会从温度较高的物体传导到温度较低的物体中,直到两者达到热平衡。
通过测量热传导的速率,可以确定物体的温度。
另一种常用的温度检测原理是基于物体辐射的热量。
根据斯蒂芬·玻尔兹曼定律,物体的辐射功率与其温度的四次方成正比。
因此,通过测量物体发出的辐射功率,可以确定其温度。
温度传感器在温度检测中,使用各种类型的传感器来测量温度。
以下是一些常见的温度传感器:1.热电偶(Thermocouple): 热电偶是一种基于两个不同金属导线焊接在一起构成的传感器。
当两个导线的焊点处于不同温度下时,会产生一个电压信号。
根据电压信号的大小,可以确定温度的变化。
2.热敏电阻(Thermistor): 热敏电阻是一种电阻,其电阻值随温度的变化而变化。
通过测量热敏电阻的电阻值,可以确定温度的变化。
3.压电传感器(Piezoelectric Sensor): 压电传感器是一种利用压电效应来测量温度变化的传感器。
压电效应是指在某些晶体中,施加力或压力会导致电荷分离产生电压信号。
通过测量这个电压信号的大小,可以确定温度的变化。
除了上述传感器,还有其他类型的温度传感器,如红外线传感器和光电传感器等。
应用温度检测在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用:1.工业控制:在工业过程中,温度是一个重要的参数,需要实时监测和控制。
例如,温度检测可以用于控制炉子的温度,以确保生产过程中的温度符合要求。
2.家居自动化:温度检测可以用于家庭自动化系统中的温度调节。
根据房间的温度,系统可以自动调整暖气、空调等设备的工作状态,提高舒适性和能源效率。
第一章材料成型过程的测量检测与控制(1)1 材料成型的四大工艺分类:塑性成形轧制成形焊接成形液态成形塑性成形工艺:模型锻压成形模型冲压成形模型挤压成形自由锻造工艺;轧制成形工艺:热轧制成形工艺和冷轧制成形工艺;焊接成形工艺:电弧焊接成形工艺电阻焊接成形工艺电子束焊接成形工艺;激光焊接成形工艺钎焊接成形工艺摩擦焊接成形工艺等;液态成形工艺:按型模的种类分——金属型模液态成形工艺沙型模液态成形工艺敷层型模液态成形工艺;按液态成形过程是否加外加力分——重力浇铸成形工艺,压力浇铸成形工艺,离心浇铸成形工艺。
2 按被焊工件的接头类型不同,电阻焊接成形工艺可分为:点焊成形工艺缝焊成形工艺凸焊成形工艺闪光对焊成形工艺3 材料的热加工工程:利用热源对工件加热的材料成形工艺称为材料的热加工或材料热加工工程4 材料成形设备中的电气控制主电路的电路结构形式主要为:晶闸管整流器,晶闸管交流调压器,晶闸管逆变器三种。
5 材料成形工程中的大功率设备的阻感性负载对电网所造成的危害有哪些?其解决措施有哪些?电网冲击:在变压器,直流电动机及感应线圈等阻感性负载的过渡过程中的电流可以达到电路正常工作电流的几倍甚至几十倍,过大的电流会对电网带来很大的危害:轻则是配电线路中的过流继电器经常跳闸,重则使电网设备与用电设备本身的毁坏。
波形畸变与扰邻:在材料成型的电网电路中使用多台套阻感性负载晶闸管开关电路的情况,大量并联的阻感性负载晶闸管开关电路还会使电网电压的正弦波形波动变化不定,使得网内设备彼此干扰,即所谓的“扰邻”或“邻扰”,特别是计算机做控制的设备会没有规律的“失控”,严重时会使生产线不能工作。
解决措施:(1)加载滤波网络,在每台阻感性负载晶闸管开关电路中一般加载“滤波网络”,防止本台设备产生的干扰波形电流窜入电网,也可防止电网上的干扰波电流窜入本台设备的主电路或控制电路。
(2)“软启动”自动开关技术,电路中的阻感性负载晶闸管开关电路的容量太大,工作方式是频繁的“开”“关”过程,晶闸管中的交流调压过渡过程成为主要的工作方式,为此,使用以微机为控制平台的无过渡过程电流冲击的所谓“软启动”自动开关技术。
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业的逐步改造,温度自动检测和显示功能在很多领域得到广泛应用。
人们在温度检测的准确度、便捷性和快速等方面有着越来越高的要求。
而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求,其渐渐被新型的温度传感器所代替。
本文设计了一个温度检测报警器电路。
采用单片机AT89C51和温度传感器DS18B20组成温度自动测控系统,可根据实际需要任意设定温度值,并进行报警和处理,通过LM016L显示温度。
本文是从测温电路、主控电路、报警电路以及驱动电路等几个方面来设计的。
该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
另外,还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
此设计的优点主要体现在可操作性强,结构简单,拥有很大的扩展空间等。
关键词:AT89C51;DS18B20;LM016L;报警电路With the rapid development of modern information technology and traditional industrial transformation,the system of temperature automatic measurement and display system is widely used in many fields.people have a rising demand in temperature measurement accuracy,convenient, and velocity.Traditional temperature sensors have been unable to meet the people's demands,and have gradually been replaced by new-type temperature sensors.This article designs a temperature detection circuit,using a micro-controller AT89C51 and temperature sensor DS18B20,which composes temperature automatic control system,and temperature values can be setted according to the actual need and be controlled in time,then display temperature through LM016L.This design analysis the function in several parts,like temperature measurement circuit,control circuits,alarm circuits,driver circuit and so on.The device can directly transfer digital signal to the single-chip and make it convenient to process and control.In addition,it can also directly measure temperature with temperature measurement device,then largely simplify data transmission and process.The advantage of this design are mainly reflected in the stronger maneuverability,simple structure and larger room for expansion.Keywords:AT89C51;DS18B20;LM016L;alarming circuit目录第一章绪论 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 选题的目的及意义 (1)1.3 论文结构 (2)第二章设计的整体方案 (3)2.1 设计的主要内容 (3)2.2 设计性能要求 (3)第三章模块设计和器件的选择 (4)3.1 单片机的选择 (4)3.2 温度采集模块设计 (8)3.3 温度显示模块设计 (15)3.4直流电机驱动模块 (19)第四章系统电路设计 (21)4.1 主电路程序 (21)4.2 晶振复位电路 (21)4.3 温度采集电路 (24)4.4 按键电路 (26)4.5驱动电路 (26)4.6 报警电路 (27)4.7 电源电路 (28)第五章软件仿真 (30)5.1 软件介绍 (30)5.2 仿真过程 (30)第六章体会与展望 (34)6.1 设计总结 (34)6.2 设计前景 (34)附录A 系统总图 (36)附录B 系统程序 (37)参考文献 (53)外文资料 (65)致谢 (73)第一章绪论1.1 选题的背景随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的。
初中物理温度测定教案教学目标:1. 了解温度测量的基本原理和方法。
2. 学会使用温度计进行温度测量。
3. 能够正确读取和记录温度测量结果。
4. 理解温度在生活中的应用和重要性。
教学重点:1. 温度测量的基本原理和方法。
2. 温度计的使用和读取。
教学难点:1. 温度计的精确使用和读取。
教学准备:1. 实验室用温度计。
2. 温度计使用说明书。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入话题:温度是日常生活中经常提到的概念,那么温度是如何测量的呢?2. 学生分享:让学生分享他们对于温度测量的了解和经验。
二、温度测量的基本原理(10分钟)1. 介绍温度测量的基本原理:温度是物体内部分子运动的激烈程度的一种表现,可以通过测量物体的热量来间接测量温度。
2. 讲解热量和温度的关系:热量是一种能量形式,温度高表示物体内部分子运动激烈,热量多。
三、温度计的使用和读取(10分钟)1. 介绍实验室用温度计的结构和功能:温度计由玻璃管、液体和刻度盘组成,通过液体的膨胀和收缩来测量温度。
2. 演示温度计的使用方法:如何正确放置温度计、如何读取温度计的刻度值等。
3. 学生练习:让学生亲自操作温度计,进行温度测量,并正确读取刻度值。
四、温度测量的实际操作(10分钟)1. 分组实验:学生分组进行温度测量实验,使用温度计测量不同物体的温度。
2. 记录数据:学生将测量到的温度数据记录在实验表格中。
五、温度在生活中的应用和重要性(5分钟)1. 介绍温度在生活中的应用:如天气预报、医疗、食品加工等。
2. 强调温度测量的重要性:温度测量在科学研究和日常生活中都有着重要的作用。
六、总结和反思(5分钟)1. 学生总结:让学生总结本节课所学的温度测量的基本原理和方法。
2. 教师反思:教师对学生的表现进行评价和指导,指出需要改进的地方。
教学延伸:1. 进行温度测量的拓展实验,如测量不同物质的沸点和凝固点。
2. 学习其他温度测量工具的使用,如温度传感器和热像仪。
化工自动化-温度检测一、简介化工自动化是指在化工领域中应用自动化技术,实现生产过程的自动化控制。
在化工生产中,温度是一个重要的控制参数,温度的准确检测对于保证化工生产过程的稳定运行和产品质量的稳定具有重要意义。
本文将介绍温度检测在化工自动化中的应用。
二、温度检测的重要性温度是化学反应速率、物质相变、反应平衡等多个重要参数的关键因素。
在化工生产中,温度的精确控制可以确保反应过程的稳定性,提高产品的质量和产量。
同时,针对不同的化工过程,需要采集不同位置的温度数据来进行分析和控制。
三、温度检测的方法1.接触式温度测量:接触式温度测量通常使用热电偶、热电阻或半导体传感器等传感器将温度传递到检测设备中进行测量。
这种方法具有快速、准确的特点,广泛应用于化工生产中。
2.非接触式温度测量:非接触式温度测量使用红外线或激光测温仪等设备进行测量。
这种方法适用于无法接触到被测体或需要长距离测量的情况。
3.组合式温度测量:组合式温度测量是指将接触式和非接触式温度测量方法结合起来,根据具体情况选择最适合的方法进行温度测量。
四、化工自动化中的温度检测应用化工自动化中,温度检测主要用于以下方面:1.反应控制:根据化学反应的特性和温度的影响,通过对温度的实时监测和控制,调节反应过程中的温度,保证反应的稳定性和产物的品质。
2.反应安全:一些化学反应会产生剧烈的放热,监测和控制温度可以防止温度超过安全范围,避免发生危险事故。
3.设备运行:化工设备在运行过程中需要监测温度,以确保设备的正常运行和工作效率。
4.能源消耗:通过监测温度,可以优化工艺参数,降低能源消耗,提高生产效率。
五、温度检测在化工自动化中的挑战由于化工生产环境的特殊性,温度检测在化工自动化中面临一些挑战:1.环境适应性:化工生产现场通常存在高温、高压、腐蚀性气体等恶劣环境,需要选择适应这些环境的温度传感器。
2.准确性要求高:温度的精确控制对于化工生产过程至关重要,需要高精度的温度测量设备。
第1章绪论引言温度检测在自动控制系统电路设计中的使用是相当广泛的,系统往往需要针对控制系统内部以及外部环境的温度进行检测,并根据温度条件的变化进行必要的处理,如:补偿某些参数、实现某种控制和处理、进行超温告警等。
因此,对所监控环境温度进行精确检测是非常必要的,尤其是一些对温度检测精度要求很高的控制系统更是如此。
良好的设计可以准确的提取系统的真实温度,为系统的其他控制提供参考;而相对不完善的电路设计将给系统留下极大的安全隐患,对系统的正常工作产生非常不利的影响。
本文结合实践经验给出两种在实际应用中验证过的设计方案。
设计要求1.确定设计方案画出电路图2.完成所要求的参数计算3.对电路进行焊接与组装4.对电路进行调试5.写出使用说明书设计题目和设计指标设计题目:温度检测电路技术指标:1. 量程:0-30摄氏度2. 两位数码管显示设计功能1. 温度检测2. 信号调理3. 数码显示硬件设计1.传感器可选择LM35(因为热敏电阻的精度不高)。
2.模数转换,译码可选择集成芯片ICL7107芯片。
3.显示电路可以选择数码管三位显示室温。
需要做的工作1.器件选型2.原理图绘制3.各个流程设计4.仿真之后做出实物第2章电路的方框图数字温度计电路原理系统方框图数字温度计电路原理系统方框图,如图1-1所示。
图1-1 电路原理方框图方框图工作流程介绍通过温度传感器采集到温度信号,经过放大电路送到A/D 转换器,然后通过译码器驱动数码管显示温度。
在温度采集过程中我们选择多种传感器进行比较,但我们最终选择LM35温度传感器,因为它校准方式简单,使用温度范围适中。
在A/D转换和译码的过程中,我们选择了ICL7107芯片,因为他集模数转换与译码器于一体,使得外围电路简单,易于焊接,而且抗干扰能力强。
第3章单元电路设计和器件的选择温度采集电路的设计工作原理传感器电路采用核心部件是 LM35AH,供电电压为直流15V 时,工作电流为120mA,功耗极低,在全温度范围工作时,电流变化很小。