高精度温度测量系统设计

高精度温度快速测量系统设计
赵勇;伍先达
【期刊名称】《自动化与仪器仪表》
【年(卷),期】2008()6
【摘要】介绍了一种高精度快速温度测量系统,实现对温度的实时测量。

系统基于AT89C51单片机,应用了一种快速响应高精度热电偶作为温度测量端,采用高精度数字温度计DS1624测温作为热电偶的冷端补偿。

对获得的数据进行数字滤波,同时实时显示,很好地解决温度快速测量问题。

【总页数】3页(P21-23)
【关键词】热电偶;温度测量;数字滤波
【作者】赵勇;伍先达
【作者单位】中国科学院合肥智能机械研究所;中国科学技术大学
【正文语种】中文
【中图分类】TK311
【相关文献】
1.高精度数字温度测量系统设计——由Keil C51单片机和DS18B20温度传感器组成 [J], 吴春龙
2.用于油井温度剖面快速测量的高精度光纤光栅温度传感器设计 [J], 李三喜;马龙;吕京生;张发祥;刘小会;赵庆超;李惠;王昌
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4.运载火箭推进剂温度地面高精度测量系统设计 [J], 梁艳迁; 梁建国; 张众; 陈超; 古艳峰; 朱亮聪
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基于AD590的温度测控系统设计本文介绍了一种适用于实验室条件下实验、研究和二次开发的数字式温度测控装置。

该器件采用新型集成温度传感器AD590作为温度测量元件，并提供两个控制单元进行实验比较。

通过测量和控制恒温器中的温度，获得了令人满意的结果。

1.引言对于导弹武器和设备等大型系统，其性能往往受到外部环境和自身运行条件的影响。

其中，温度的影响往往起着非常重要的作用。

因此，温度检测和控制一直是许多研究者关注的焦点。

然而，一些温度测控装置精度低，温度控制不准确，一些新仪器成本高，难以推广。

特别要指出的是，过去开发的温度测控系统通常是一个独立的系统，一物一用，很难被其他系统采用，存在维护困难、维修不便等问题。

为此，作者根据目前流行的模块化设计原理，开发了一种适用于实验室条件下研发的高精度温度测控装置。

2.工作原理图l为WCZ-98型温度测控装置的电气原理图。

其工作原理为：以AD590为一桥臂的测温电桥采取到的温度信号，经差动放大并进行缓冲隔离后一路送至数显表进行数字化温度显示，另一路与设定值相比较。

比较出来的差值由开关K控制可选择送人两路调节控制器。

其中一路由比较放大器和继电器组成，以此为调节控制器可使该装置形成一个无需与计算机相连的独立的测控温设备;另一路由PID调节器(由A/D、D/A与装有PID调节软件的计算机构成)和可控硅组成。

从调节控制器出来的信号通过控温执行元件实现温度控制。

下面就其中几个部分的原理进行分析。

AD590是美国AD公司生产的专用集成温度传感器，属于电流输出型。

图2所示为AD590在三个不同温度下的电流一电压特性曲线。

在一定温度范围内，它相当于一个高阻电流源，其电流温度灵敏度为lμA/K。

它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声等的干扰。

此外，它还具有体积小、测温精度高、线性好和互换性强等特点，非常适用于远距离测控，同时也适用于本文所要求的模块化、分体式结构的特点。

其主要技术指标为：a.测温范围：一55.150℃;b.电流输出(标定系数)：lμA/K;c.电源电压：直流4—30V;d.线性度：在满量程范围内小于±0.5℃;e.重复性：±0.1℃;f.输出阻抗：约为10MQ;g.长期漂移：±0.1℃/月。

北京电子科技学院课程设计报告( 2010 – 2011年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：温度测量控制系统的设计与制作学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：2010年11月17日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (4)五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4)六、总体电路 (5)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、心得体会 (9)附录I：元器件清单 (11)附录II：multisim仿真图 (11)附录III：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求（一）电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。

按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。

通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。

（二）电子技术课程设计的要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。

教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。

2．能力培养要求（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。

（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。

基于DSP TMS320F2812和DS18B20的温度测量系统设计摘要:本文介绍了一种基于TI公司DSP TMS320F2812 的高精度温度测量系统的设计。

该系统采用TMS320F2812为微处理器，配合高精度DS18B20数字温度传感器和外部扩展的模数转换器采集温度数据，并经过滤波算法处理控制输出，能够得到比较精确的温度值。

主要介绍了系统的结构、工作原理、软硬件的设计，并对系统设计的特点进行了详细的说明。

关键词: TMS320F2812；DS18B20；温度测量；模数转换1 概述温度在航空、航天领域中是个重要的物理量，由于温度变化对设备可能产生影响，包括降低系统的成像质量，影响分辨率，因此，在这些系统中对温度的实时采集测量十分重要。

以传统的单片机为核心的温度测量控制系统，由于受到处理器自身硬件资源和速度的限制，硬件电路设计复杂，数据实时处理能力差，温度测量时间长。

而随着计算机技术尤其是招超大规模集成电路技术的发展，具有更强处理能力的DSP芯片，以其运算速度快、实时性强、功耗低、抗干扰能力强等特点，越来越多地被应用。

采用了DS18B20数字温度传感器、外部扩展ADC模数转换器，使用内部集成外设功能的DSP TMS320F2812 微处理器作为整个系统的核心控制单元，简化了硬件电路设计；在温度采集控制软件上采用“通道滤波”温度采集控制算法，使得温度采集具有速度快、精度高的特点。

2 系统方案设计温度测量系统设计以DSP TMS320F2812为中央处理器为核心，采用DS18B20型号数字温度传感器为温度传感器，使用AD7892型号的ADC模数转换器进行A/D 转换，并将采集结果代入温度曲线方程计算出当前温度值，并且将温度值通过通信系统发送到上位机。

高精度温度测量控制系统由两大部分组成，第1部分为以DSP TMS320F2812为核心处理器的数据采集及处理部分，主要由产品温度环境、温度传感器、ADC模数转换器、DSP TMS320F2812、电源构成；第2部分由温度采集处理软件构成，完成对DSP采集到的数据进行分析、处理等任务。

高精度测量系统设计与实现随着科技的不断进步和发展，高精度测量系统在现代工业、生产以及科研等领域中起着越来越重要的作用。

高精度测量系统主要是通过精确测量物体的长度、角度、形状、位置和速度等参数来达到精确控制工艺过程和保证产品质量的目的。

在高精度测量系统的设计与实现中，需要充分考虑各种因素，包括系统的精度、稳定性、可靠性、成本等方面，以便满足用户的实际需求。

一、高精度测量系统的基本原理和组成高精度测量系统主要是由传感器、信号处理器以及数据处理器等几个部分组成。

传感器是测量系统中最为核心的组成部分，主要用来将被测参数转换为电信号输出。

信号处理器主要是对传感器输出的电信号进行放大、滤波等预处理操作。

数据处理器是对信号处理器输出的电信号进行数字化处理，并且进行数据分析、处理等相关操作。

高精度测量系统的设计和实现是由这三个部分紧密组合而成的。

在进行系统的设计和实现时，需要考虑各部分之间的协作，保证高精度测量系统的稳定性、可靠性以及精度。

二、高精度测量系统设计需要考虑的因素在进行高精度测量系统的设计和实现时，需要考虑到诸多因素，包括系统的精度、稳定性、可靠性、成本等方面。

(一) 系统的精度高精度测量系统的精度是最为关键的设计因素之一。

精度主要受以下几个因素影响：1、传感器本身的性能，包括灵敏度、分辨率以及温度稳定性等。

2、环境因素，包括温度、湿度、噪声等。

3、信号处理器与数据处理器的性能。

4、测量的物理量和测量方法等。

(二) 系统的稳定性高精度测量系统的稳定性是指系统在长时间内保持测量精度的能力。

稳定性主要受以下几个因素影响：1、系统所处的环境条件，包括温度、湿度、振动等。

2、传感器的稳定性。

3、信号处理器和数据处理器的稳定性。

4、系统的工作状态，包括系统的启动、运行等情况。

(三) 系统的可靠性高精度测量系统的可靠性主要是指系统在长时间运行过程中不出现故障的概率。

可靠性主要受以下因素影响：1、系统的硬件和软件设计的质量。

体温监测器设计毕业论文(设计)引言体温监测器是一种用于测量人体体温的设备，近年来受到了越来越多的关注。

特别是在当前全球爆发的疫情背景下，准确监测体温对于控制疫情传播至关重要。

本文旨在设计一种体温监测器，具有高精度、便捷操作和实时监测等特点。

设计目标本设计的体温监测器旨在实现以下目标：1. 高精度：准确测量体温，并具有较小的误差范围。

2. 便捷操作：设计简单易用的界面，方便用户进行体温测量。

3. 实时监测：实时显示体温数据，并提供警报功能。

设计思路为了满足上述目标，本文采用以下设计思路：1. 温度传感器：选择高精度的温度传感器，能够实时获取体温数据。

2. 数据处理：使用微控制器进行数据处理和分析，确保测量结果准确无误。

3. 显示界面：设计液晶显示屏，以直观方式展示体温数据和测量结果。

4. 警报功能：当体温超过设定的预警值时，触发警报系统发出提醒。

设计实施本设计的实施步骤如下：1. 配置硬件：选择合适的温度传感器和微控制器，并进行连接。

2. 编程开发：编写适当的程序代码，使得温度传感器能够与微控制器进行通信和数据处理。

3. 界面设计：设计用户友好的界面，包括液晶显示屏和操作按钮。

4. 警报系统：设置预警温度值，并编写程序以触发警报系统。

5. 测试和优化：对体温监测器进行测试，根据测试结果进行必要的优化和改进。

结论该体温监测器设计具有高精度、便捷操作和实时监测的特点，能够准确测量并显示体温数据。

本设计的实施步骤包括硬件配置、编程开发、界面设计、警报系统和测试优化。

通过设计和实施这一体温监测器，可以有效帮助人们进行体温监测，提高疫情防控效果。

注：本文所述设计仅供参考，具体实施时需结合实际情况进行详细设计和调整。