基于pt1000的高精度数显温度表设计
基于PT100铂热电阻的高精度温度实时监测系统
Hi g h p r e c i s i o n t e mp e r a t u r e me a s u r i ng a nd
mo ni t o r i ng s y s t e m b a s e d o n PT1 0 0
W e i Ha o di
测 试 与监 控 系 统 , 采用 O P 4 8 4 集 成 运 放 和 基 准 源 TL 4 3 1设 计 恒 流 源 为 热 电 阻 提 供 激 励 , 热 电 阻 产 生 的输 出 电 压 经 信 号 调 理 放 大电路 进 行 放 大 , 再 送 入 AD 变 换 器 TL C 2 5 7 4进 行 模 数 转 换 , 同 时 采 用 微 控 制 器 AT me g a 1 2 8通 过 R S 2 3 2接 口 芯 片 MAX 2 3 2 接收 P C上 位 机 发 送 的 控 制 命 令 , 可 以实 现温 度采 集启 动 与 停 止 、 采集周期 、 精 度 等 的命 令 控 制 。该 系 统 消 除 了 热 电
阻连 接 导 线 带 来 的 测 量 误 差 , 具有采集精度高 、 人 机 交 互 能 力 强 等 优 点 ,同 时 系 统 电 路设 计 简 单 实 用 , 性能稳定可靠 。
关键 词 : P T 1 0 0铂 热 电阻 ; 测 试与监控 ; 信 号 调 理 与放 大
中 图分 类 号 :TN7 9 +2 文献标识码 : A 国家 标 准 学 科 分 类代 码 : 5 1 0 . 4 0 1 0
wi r e h i g h p r e c i s i o n t e mp e r a t u r e me a s u r i n g a n d mo n i t o r i n g s y s t e m u s i n g P T1 0 0 wa s d e s i g n e d .Af t e r e x i t e d b y a c o n s t a n t c u r r e n t
基于Pt100铂电阻的数字温度计的设计
目录摘要 (2)1 绪言 (4)1.1课题背景 (4)1.2国内外研究的发展及现状 (5)1.3本课题研究的内容 (8)2总体设计方案 (8)2.1提出总体设计方案 (8)2.2总体设计方案论证 (9)3 铂电阻理论基础 (9)3.1铂电阻的选取 (9)3.2铂电阻温度的测量方法 (12)4 整体电路 (14)4.1放大电路设计 (14)4.2温度显示电路理论及设计 (15)4.3AD转换模块 (17)4.4AT89C51单片机系统电路图 (18)4.5系统程序设计 (19)5.仿真结果 (21)总结 (21)参考文献 (22)摘要温度计量是计量学的一个重要分支,它在国民经济各领域中占有重要的地位。
人们的日常生活、工农业生产和科学实验等许多方面都与温度测量有着十分密切的关系。
1871年,西门子(Sir william Siemens)发现了铂电阻测温原理,制造出第一支铂电阻温度计。
1887年,卡伦德(Hugh Callendar)改进了铂电阻温度计的工艺和研制测温电桥并得到了著名的卡伦德公式。
之后,铂电阻温度计成为国际温标的标准仪器,并一直沿用至今。
金属热电阻是一种广泛应用的温度传感器。
它以测量精确,线性好,重复性好,测量范围大,体积小等的点被用在很多场合,其中铂电阻传感器被定为测温的基准。
金属热电阻特别是铜、铁等热电阻的大量使用,将给使用者在传感器的标定造成重复性的麻烦。
因为传感器的标定既复杂又要求苛刻,且成本较高。
为了解决这个问题我采用了一种方便的以精密铂电阻为标准传感器的金属热电阻的来作为温度传感器。
本文采用atmega16单片机作为处理的核心部分;用pt100作为温度传感器,由于atmega16单片机自带有A/D转换功能,把采集到的温度经放大后直接送到atmega16单片机,经过atmega16单片机处理后送到显示器,显示器将显示采集的温度,这样就能够达到题目的要求,而且其准确性也较高。
基于PT100的数字温度计的设计
1 引言
在工农业生产中,温度检测及其控制占有举足轻重的地位,随着现代信息 技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现 ,能够独立工作的温度检测和显示 系统已经应用于诸多领域。 要达到较高的测量精度需要很好的解决引线误差补偿 问题、 多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差等问题,使温度检测复杂 化。模拟信号在长距离传输过程中,抗电磁干扰时令设计者伤脑筋的问题,对于 多点温度检测的场合,各被检测点到监测装置之间引线距离往往不同,此外,各 感元件参数的不一致,这些都是造成误差的原因,并且难以完全清除。 单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,成为 自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件, 尤其在日常生活中也发挥 越来越大的作用。采用单片机对温度采集进行控制,不仅具有控制方便、组态简 单和灵活性大等优点, 而且可以大幅度提高被控数据的技术指标,从而能够大大 提高产品的质量和数量。 由于科学技术的飞速发展, 特别是微电子加工技术,计算机技术及信息处理 技术的发展, 人们对信息资源的需求日益增长,作为提供信息的传感技术及传感 器愈来愈引起人们的重视, 而综合各种技术的传感器技术也进入到一个飞速的发 展阶段。要及时正确地获取各种信息,解决工程、生产及科研中遇到的各种具体 的检查问题, 就必须合理选择和善于应用各种传感器及传感技术。如最简单的温 度的测量,有热电偶、光纤温度传感器等等。但是,热电阻是开发早、种类多、 发展较成熟的感元器。 热电阻由半导体陶瓷材料组成,利用的原理是温度引起电 阻变化。热电阻器是感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热电阻器 和负温度系数热电阻器。 热电阻器的典型特点是对温度感,不同的温度下表现出 不同的电阻值。 正温度系数热电阻器在温度越高时电阻值越大,负温度系数热电 阻器在温度越高时电阻值越低, 它们同属于半导体器件。随着半导体技术的不断 发展,热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、灵度高、 重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点,最重要的是作为温度传感器的 热电阻的灵度非常高,这是其他测温传感器所不能比拟的。
基于PT100热敏电阻的数字温度计
基于PT100热敏电阻的数字温度计嵌入式设计基于热敏电阻的数字温度计设计院(系) 专业班级指导老师学生姓名成绩2015年 7月 10日目录第一章绪论................................................... 1 第二章设计要求及构思 (2)2.1设计要求 (2)2.2设计构思 (2)第三章总体程序流程图.......................................... 4 第四章原理框图 (5)4.1PT100铂热电阻: (5)4.2信号放大电路 (5)4.4主芯片电路图 (7)4.5 四位数码管 (8)第五章仿真电路图 (9)第六章心得体会 (11)参考文献 ..................................................... 12 附录程序代码 (13)第一章绪论随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入,温度作为一个重要的物理量,是工业生产过程中最普遍,最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展,对温度的测量的要求也越来越高,而且测量的范围也越来越广,对温度的检测技术的要求也越来越高,因此,温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
目前温度计按测使用的温度计种类繁多,应用范围也比较广泛,大致可以包括以下几种方法:1,利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2,利用热电效应技术制成的温度检测元件3,利用热阻效应技术制成的温度计4,利用热辐射原理制成的高温计5,利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
温度测量模块主要为温度测量电桥,当温度发生变化时,电桥失去平衡,从而在电桥输出端有电压输出,但该电压很小。
将输出的微弱电压信号通过OP07放大,将放大后的信号输入AD转换芯片,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来。
一种基于PT1000的高精度温度测量系统设计
一种基于PT1000的高精度温度测量系统设计
精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高,而温度控制的核心正是温度测量。
采用铂电阻测量温度是一种有效的高精度温度测量方法,但具有以下难点:引线电阻、自热效应、元器件漂移和铂电阻传感器精度。
其中,减小引线电阻的影响是高精度测量的关键点。
对于自热效应,根据元件发热公式P=I2R,必须使流过元件的电流足够小才能使其发热量小,传感器才能检测出正确的温度。
但是过小的电流又会使信噪比下降,精度更是难以保证。
此外,一些元器件和仪器很难满足元器件漂移和铂电阻传感器精度的要求。
易先军等提出了以铂电阻为测温元件的高精度温度测量方案,解决了高精度测量对硬件电路的一些苛刻要求问题,但是精度不佳(±0.4℃);杨彦伟提出了以MAX1402、AT89C51 和Pt500 铂电阻设计的精密温度测量系统方案解决了基本的高精度问题,但是系统功耗大,精度仍然不佳;李波等提出采用以负温度系数热敏电阻为核心的高精度测量方案,较好解决了高精度的问题,但是性价比不高,实施效果不佳,测温分辨率能达到0.01℃,测温准确度只达到O.1℃。
这里提出采用三线制恒流源驱动方案克服引线电阻、自热效应,利用单片机系统校正控制方案实现元器件漂移和铂电阻传感器精度校准,最后在上位机中采用MLS 数值算法实现噪声抵消,大大提高了温度测量精度和稳定度。
1 高精度测量方案及原理
铂电阻传感器是利用金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化的物理特性而制成的温度传感器。
以铂电阻作为测温元件进行温度测量的关键是要能准确地测量出铂电阻传感器的电阻值。
按照IEC751 国际标准,现在常用的。
基于Pt100传感器的温度测量系统设计
n e n t s , l i q u i d c r y s t a l d i s p l a y e l e me n t LC D1 6 0 2 , d e —
s i gne d a t e mpe r a t ur e me a s ur e me nt s y s t e m. U s i ng C l a ng ua g e t o pr o g r a m t h e s o f t wa r e, r e a l —t i me de —
还 具有稳 定性 好 、 准确度 高和 耐高 压等优 点 , 使 其在
中低温 区测温 得 到广泛 的应用 ] 。
AT8 9 C5 1 mi c r o c o nt r 0Ue r :i ns t r ume n t a t i on a mpl i — f i e r
2 系 统 硬 件 设 计
L AN Yu。 B AI J i e ( De p a r t me n t o f El e c t r i c a l En g i n e e r i n g, S h a a n x i P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e , Xi a n y a n g 7 1 2 0 0 0, Ch i n a )
系统 主要包 括温度 采集 单元 、 单片 机单 元 、 放 大 电路 和 A/ D转 换 电路 。系统 结 构 如 图 l所 示 。工 作原理 : P t l 0 0传 感器 将 温 度 量 转换 为 电 阻 的变 化
基于 P t l O 0传感器的温 度测量 系统设 计
兰 羽 , 白 洁
( 陕西 工业职 业技 术 学院 电气工程 学 院 , 陕西 成阳 7 1 2 0 0 0 )
基于pt100的温度测量显示
基于PT100的温度测量显示
一、功能要求
利用PT100热电阻测量水温(0-100。
C),并将结果显示出来,保留一位小数。
二、PT100介绍
Pt100 温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器,主要技术参数如下:测量范围:-200℃~+850℃;
允许偏差值△℃:A 级±(0.15+0.002│t│), B 级±(0.30+0.005│t│);
最小置入深度:热电阻的最小置入深度≥200mm;
允通电流≤ 5mA。
另外,Pt100 温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。
铂热电阻的线性较好,在0~100 摄氏度之间变化时,最大非线性偏差小于0.5 摄氏度。
1、铂热电阻阻值与温度关系
式中,A=0.00390802;B=-0.000000580;C=0.0000000000042735。
可见Pt100 在常温0~100摄氏度之间变化时线性度非常好,其阻值表达式可近似简化为:RPt=100(1+At),当温度变化1 摄氏度,Pt100 阻值近似变化0.39 欧。
2、分度表
三、原理图
四、仪用放大器原理
仪用放大器是由运放1A 、2A 按同向输入接法组成第一级差分放大电路运放3A 组成第二级差分放大电路。
在第一级电路中1v 、2v 分别加到1A 和2A 的同相端1R 和两个2R 组成的反馈网络引入了负反馈,两运放1A 、2A 的两输入端形成虚短和虚断
在仪用放大器中 常2R、3R和4R为给定值1R用可变电阻代替调节1R的值 可改变电压增益vA。
基于PT100的高精度温度测量电路的设计
智能感知与仪器仪表测控技术2018年第37卷第5期• 101 •基于PT100的高精度温度测量电路的设计顾吉林,刘淼,耿杨,汤宏山,王聆语,于月,吴茜(辽宁师范大学物理与电子技术学院,辽宁大连116026)摘要:普通四线制恒流源驱动测温系统受温度电流漂移等影响,温度测量准确率很低,很难超过0.1°C 量级。
基于P T100设计了一种改进的恒流源驱动四线制 度温度测量电路,通过 温度稳定系数电阻的电 电阻电压的比值,消除了恒流源由于温度漂移等因素影响的电流变化,使得输出电 与铂电 线性关系。
L T C2492A/D信号进 ,将信号传A T M E G A32单片机,单片机进行数据处理并保存和显示数据。
实验测试结果表明,该电路温度测量的 精度和稳定性均可以达到之内,与理论值一致。
关键词:P T100;温度测量电路;高精度;四线制中图分类号:T N702文献标识码:A文章编号:000 -8829(2018)05 -0101 -03Design of a High-Precision Temperature Measuring Circuit Based on PT100G U Ji-lin,L I U Mi a o,G E N G Y a n g,T A N G H o n g-shan,W A N G Ling-y u,Y U Y u e,W U Qian(School of Physics and Electronic Technology,Liaoning Normal University,Dalian 116026, China)Abstract:The temperature measurement accuracy of the conventional four-wire constant current source driven temperature measurement system i s very low due to the interference factor of temperature current drift,i t i s difficult to exceed the order of 0. 1 C.A n improved four-wire high-precision temperature measurement circuit driven by constant current source was designed based on P T100. By sampling the ratio of high precision resistance voltage of high temperature stability coefficient to platinum resistance voltage,the current variation of constant current source due to temperature drift and other factors were eliminated,so that the output voltage ratio has a good linear relationship with the platinum resistance.The signal was sampled by L T C2492A/D converter and transmitted to A T M E G A32which processed,stored and displayed the data.The experimental results show that the temperature measurement accuracy and stability of the circuit can reach within 5%c,which i s consistent with the theoretical value.Key words:P T100;temperature measurement circuit;high precision;four-wire温度作为表征物体冷热程度的物理量,与很多物理现象和化学性质有关。
基于PT100的数字温度计设计
郑州轻工业学院传感器及应用系统课程设计说明书数字温度计设计姓名:专业班级:学号:指导老师:时间:郑州轻工业学院课程设计任务书题目数字温度计设计专业、班级电子信息工程09-1 学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等:一、主要内容:(1)整体电路设计(画出电路组成框图);(2)信号检测电路设计;(3)信号号放大电路设计,电路参数选取、数据计算;(4)A / D转换电路设计(5)显示电路设计。
二、基本本要求:(1)采用热电阻传感器组成测量电路;(2)电路组成:测量电桥、运算放大电路、A / D转换、显示电路;(3)测量范围为-199.9 ~ +199.9℃, 不进行非线性校正;(4)假设在实验装置上进行模拟实验,测量出需经实验确定的参数或系数;(5)写出5000字左右的工作原理说明,附系统图一张。
采用热电阻传感器。
三、主要参考资料:完成期限:2012年 6月11 日-2012年 6月15日指导教师签章:专业负责人签章:2012年 6 月 8 日数字温度计设计电子信息工程09 级 1 班指导老师:摘要:本文在查阅、分析了现有的几种不同的测温原理,分析确定了热敏电阻测温,并对基于热敏电阻的数字温度计的设计进行了深入探讨和研究。
该系统分为测温模块、信号放大模块、A/D转换模块和控制显示模块,并分别对其进行方案分析,最终确定数字温度计系统的系统构架和设计方案;在硬件电路中,详细阐述了各模块电路的工作原理,分析了以AT89C51单片机为主控单元的系统硬件和软件设计,并对该系统进行误差分析,使我们对于系统的各种性能有了进一步认识。
本设计采用AT89C51单片机,TLC2543 A/D转换器,OP07放大器,铂电阻PT100、LCD1602及电源模块组成系统,并设计了相应的软件流程图,使其实现温度的实时显示。
该系统的优点是:使用简便;测量精确、稳定、可靠;测量范围大;使用对象广。
关键词:PT100 ;测温;单片机;数字温度计目录1 概述 (1)2 系统硬件电路设计 (2)2.1电源模块 (2)2.2信号采集模块 (2)2.3信号调理放大模块 (4)2.4 A/D转换模块 (5)2.5单片机控制模块 (7)2.6液晶显示模块 (8)3 系统软件设计 (10)3.1软件总体流程设计 (10)3.2系统软件实现原理 (10)3.3系统程序构建 (10)4总结与展望 (12)参考文献 (13)附录:总原理图 (14)1概述改革开放以来,人们的生活水平逐渐提高,国民经济也取得了长足的发展。
基于PT100热敏电阻的数字温度计
嵌入式设计基于热敏电阻的数字温度计设计院(系)___________________专业__________________班级___________________指导老师____________________学生姓名____________________成绩___________________2015年7月10日第一章绪论 (1)第二章设计要求及构思 (1)2.1设计要求 (1)2.2设计构思 (2)第三章总体程序流程图 (3)第四章原理框图 (4)4.1PT100伯热电阻: (4)4.2信号放大电路 (4)4.4主芯片电路图 (6)4.5四位数码管 (7)第五章仿真电路图 (8)第六章心得体会 (10)参考文献 (11)附录程序代码 (12)第一章绪论随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入,温度作为一个重要的物理量,是工业生产过程中最普遍,最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展,对温度的测量的要求也越来越高,而且测量的范围也越来越广,对温度的检测技术的要求也越来越高,因此,温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
目前温度计按测使用的温度计种类繁多,应用范围也比较广泛,大致可以包括以下儿种方法:1,利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2,利用热电效应技术制成的温度检测元件3,利用热阻效应技术制成的温度计4,利用热辐射原理制成的高温计5,利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
温度测量模块主要为温度测量电桥,当温度发生变化时,电桥失去平衡,从而在电桥输出端有电压输出,但该电压很小。
将输出的微弱电压信号通过OP07放大,将放大后的信号输入AD转换芯片,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来。
第二章设计要求及构思2.1设计要求1.系统硬件设计(1)使用热敏电阻PT100;(2)单片机采用MCS51系列;(3)LED数码管显示温度。
基于PT100铂热电阻的高精度测温系统的设计
时 ,最 大 非线性 偏 差小 于 0 . 5℃。
1 . 1 电压 源 电路
图1 电路 为 同 相 比例 运 算 电路 ,根据 理 想运 算放大器工作在线性 区时 的分 ,依据虚短 、虚 0
1 调 理 电 路 设 计
因P T 1 0 0 与热 电偶不 同 ,属 于无源 传感器 , 所 以需要设计额外 的激励来产生电信号输 出。本
基于Pt100的电子温度表设计
采用一种近似。利用现有的条件和尽可能简单的仪器准确测得所需要的数据,本文所采用的测试方式
如下:
(1)将所要测量的温度范围划分为3段以方便测量。
1)一40℃~27℃;
2)0℃~80℃;
3)27℃一120℃。
为了避免在第1段和第3段中接近常温的时候误差较大,其中温度有一部分是重复测量的,目的是
使测得的结果尽可能的准确;
对Ptloo电阻一温度曲线关系进行测定,由测定结果得出P【100的电阻一温度函数关系。利用铂电
阻的温度一电阻特性,将温度信号直接转化为电信号,再通过单片机控制程序,将电信号转化为数
字信号,再将其温度值在显示器上显示出来,从而实现对于温度的测量。电子温度计的检测范围
为一40℃一120℃。
关键词:卓片机;铂电阻;电子温度表
Key words:MCU;platinum resistor;electronic thermon舱ter
万方数据
基于Pt100的电子温度表设计
3电子温度表硬件设计
由Ptloo热敏电阻和模数转换芯片ADC0809组成信号采集电路,热敏电阻的阻值变化产生相应的 电压信号的变化,变化的电压信号通过ADC转换成为数字信号。将ADc采集到的电压值输入单片机, 单片机根据热敏电阻与温度的:电阻一电压一温度的对应关系,进行转换处理,计算出相应的温度值。 温度值通过LcD进行显示,如图2所示。
万方数据
第4期
陈德龙等:基于Ptloo的电子温度表设计
45
Ptloo热敏电阻
l
信号采集
,
ADC0809
f
◆
吖0转换
AT89S5lJ经程序Fra bibliotek理后LCD液晶显示器
图2硬件模块
基于Pt1000的量程可控高分辨率测温系统
范 围的 特定 量程 及 精 度 的测 温装 置 ,以对 激 光 波 长 进 行 补偿 。铂 电 阻作 为一 种 较好 的测 温 元件 ,被广 泛 研 究 :胡鹏 程 等人 [2】的 铂 电 阻测 温 系 统精 度 高达 0.O2 cI=,但 量 程 仅 为 l0~30 oC;梁 嘉 琪 等{31设 计 的 电 路 虽然 可 在 大量 程 内实 现测 温 精 度 O.1 oC,但 其 电
温 度 是 影 响 现 代 精 密 控 制 领 域 中 角 秒 级 飞 切 转 台加工 精度 的主要微 绕 因素 之一 。在 现代 微纳 定 位 与控 制 领域 ,普 遍 采用 双 频 激光 干 涉仪 检 验 纳 米 级定 位 平 台 的 定 位 指标 【”,即使 在 较 为 恒 温 的环 境 下做 高 精度 的检测 ,仍需 搭 建 可覆 盖 光路 周 围温 度
Байду номын сангаас
量 程 内的 测 温 量 程 可任 意控 制 .并 可 实现 0.02℃ 的最 小温 度 分 辨 能 力 。
关 键 词 :测 温 系统 ;铂 热 电 阻 ;温度 采集 ;测 温 量 程 ;温 度 控 制
中图 分 类 号 :TH811.1 文 献 标 志 码 :A
文 章 编 号 :1001—9944(2018)06—0064—05
DOI:10.19557 ̄.cnki.1001—9944.2018.06.014
基 于 Ptl 000的量程可控 高分辨 率测温 系统
路 傲 轩 .刘 品 宽
(上 海 交 通 大 学 机械 与 动 力_T-程 学 院 ,上 海 200240)
摘 要 :针 对 转 台周 围环 境 温 度 的 精 密 控 制 需要 精 准 的测 量 方 法 ,而 当前 铂 电 阻测 温 系统 存
基于pt1000的高精度数显温度表设计
安徽工业大学第十届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称:基于pt1000的高精度数显温度表设计申报者姓名(集体名称):指导教师1:指导教师2:类别:□自然科学类学术论文□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文■科技发明制作A类□科技发明制作B类A2申报者情况(集体项目)说明:必须由申报者本人按要求填写,申报者代表必须是作者中学历最高者,其余作者按学历高低排列。
B3.申报作品情况(科技发明制作)说明:仅科技发明制作类作品填写此表。
必须附有研究报告,并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图或照片,也可附鉴定证书和应用证书,以上材料可附于E表。
2.此设计采用差输入,减少外部影响3.参考电压从电桥上取,线性化处理4.使用AD7799,24位转化器5.其高精度可达到0.0023℃6.其中220V交流直接转12V直流电路(下图)⑵pt1000、电桥、AD7799(下图)(转换器)3.此设计采用差输入,减少外部影响4.参考电压从电桥上取,线性化处理5.使用AD7799,24位转化器6.其高精度可达到0.0023℃C.当前国内外同类课题研究水平概述说明:1.申报者可根据作品类别和情况填写;2.填写此栏有助于评审。
D. 指导教师情况及对作品的说明说明:1.请指导教师本人填写。
2.请指导教师把关学生作品申报材料。
E.参赛作品支撑材料说明:1.申报者可根据作品类别和情况填写;2.填写此栏有助于评审。
3.可附作品的研究报告,图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图或照片,鉴定证书和应用证书等材料。
1.此设计采用电桥电路,并且考虑到温度对电桥电阻的影响,于是采用了如图设计方案。
其中,Ref1、Ref2、R1采用抑制温漂的直插电阻与贴片电阻2.此设计采用差输入,减少外部影响3.参考电压从电桥上取,线性化处理4.使用AD7799,24位转化器5.其高精度可达到0.0023℃6.其中220V交流直接转12V直流电路(下图)再由12V转5V(下图)作品概要:1.硬件需求有:mc9s12x5128(16位单片机)、AD7799、数码管(三极管)、485芯片、4-20mA(4个芯片)2.模块分类:⑴单片机(下图)⑵pt1000、电桥、AD7799(下图)(转换器)⑶数码管(显示)⑷485电路(下图)(通路处理和上位机)⑸按键(设置上下限)⑹LED报警灯闪烁(图1)、蜂鸣器(图2)、继电器(图3)(报警处理)图1图2图3⑺4-20mA输出(右图)。
基于PT100的温度测量系统方案
前言传感器技术在信息采集、信息传输和信息处理中,属于前沿尖端产品,尤其是温度传感器技术,在各个领域广泛应用,比如在工农业生产中需要实时测量温度等等。
因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本文利用单片机结合温度传感器技术而开发设计了这一温度测量系统。
文中将传感器理论与单片机实际应用有机结合,详细地讲述了利用热电阻作为温度传感器来测量实时的温度,以及实现热电转换的原理过程。
本设计应用性比较强,设计系统可以作为温度测量显示系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、生产温度监控系统等等。
本课题主要任务是完成环境性强等优点。
课程设计任务本设计系统包括温度传感器,信号放大电路,A/D转换模块,时钟模块,数据处理与控制模块,温度、时间显示模块六个部分。
文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。
整个系统的核心是进行温度测量与显示,完成了课题所有要求。
摘要:本文采用AT89S51单片机,TLC2543 A/D转换器,DS1302时钟芯片,AD620放大器,铂电阻PT100及8位数码管组成系统,编写了相应的软件程序,使其实现温度的实时显示。
该系统的特点是:使用简便;测量精确、稳定、可靠;测量范围大;使用对象广。
关键词:PT100 单片机温度测量 DS1302Abstract:The system contains SCM(AT89S51), analog to digital convert department (TLC2543), DS1302 chip, AD620 amplifier, PT100 platinum, LED Digital tube with six, write the corresponding software program to achieve real-time temperature display. The system is simple , accurate , stable and wide range.Keywords: PT100 SCM Temperature Measures DS1302一方案设计与论证1.1 传感器的选择由于本设计的任务是要求测量的范围为0℃~100℃,测量的分辨率为±0.1℃,综合价格以及后续的电路,决定采用线性度相对较好的PT100作为本课题的温度传感器,具体的型号为WZP型铂电阻,该传感器的测温范围从-200℃~+650℃。
基于PT100的高精度温度采集系统设计与实验研究
该系统以铂热电阻 PT100 为温度传感器 ,测量范 围为 0 ℃~100 ℃,测量的分辨率为 ±0. 1 ℃。从 硬件电路和软件算法设计上保证了测量精度和可 靠性 [1 ] 。
收稿日期 : 2010 - 01 - 06 修改日期 : 2010 - 01 - 26
第 6期
张修太 ,胡雪惠等 :基于 PT100的高精度温度采集系统设计与实验研究
Abstract: The design and experimentation of hardware and software of temperature acquisition system based on PT100 are introduced. This system is comp rised of the upper computer which is personal computer and the lower computer which is mainly composed of temperature sensor, conditioning circuits made up of instrum entation amp li2 fier AD620, A /D convertorMAX197 and m icrocontroller AT89S52. The softwares of the upper computer and lower computer are designed based on VB6. 0, and the C - language respectively. The change of the PT100’s resistance w ith temperature is converted to voltage’s variety under excitation of constant current source. Conditioning circuit carries out the magnification and conversion of the voltage signal. The output standard signal from 0V to 5 V is transported to lower computer through A /D converter MAX197. The converted digital data are sent to upper com2 puter through serial communication and are stored in and disp layed graphic result on it. The scale conversion algo2 rithm which m eets the demand of p recision, is gained w ith the linear least squares during the different temperature section for the relation between resistance and temperature by the aid ofMATLAB. The comparative tests w ith W Z2 PB - 1 type standard p latinum resistor thermometer show that the m easuring accuracy of this system is better than ± 0. 1 ℃ between 0 ℃ and 100 ℃. The test results also show that this system is credible and stable. Key words: PT100; temperature acquisition; AD620; MAX197; MATLAB; least squares; linear fitting; scale conversion EEACC : 7230; 7320R
PT1000温度测量
2 2 2 R0 A 4 R0 B 4 R0 BRT R0 A
2 R0 B
(4)
T
3.9083 17.58480889-0.00231R T 0.001155
o
(5)
这样,得到铂电阻阻值后通过上式即可计算出相对应的温度。 本次设计要求测量温度范围为 0~120 C,根据这项要求得到下表:
六、结束语
本温度测量系统设计, 是采用 PT1000 温度传感器经过放大和 A/D 转换器送到
单片机进行控制温度显示。 经过多次的修改和调试测量,本设计基本符合设计要 求,由于受人为因素和软硬件的限制,系统难免不了带来一些误差,但通过调节 和精确计算可以减小误差。 通过这次温度测量仪的设计,我对温度测量控制有了进一步的了解和学习, 同时再次复习了 AT89C51 的使用。本设计的重点和难点是,怎样将 PT1000 检测 到的温度信号转化为单片机能够识别的电信号,为此我查阅了很多资料。同样在 绘制温度检测电路时我原本更加倾向于使用恒流源检测方式, 然而经过多次努力 都未能实现其恒流,最后还是选择了老师建议的桥式测量法。 通过本次设计, 我了解并掌握了传感器的基本理论知识,更深入的掌握单片 机的开发应用和编程控制,为今后的从事软件事业打下了坚实的基础。
图 2 惠斯顿电桥测量温度电路
另一种方案采用恒流源测量电路的方法,通过电路提供一个恒流源,使通过 PT1000 的电流恒定不变, 即 PT1000 上产生的压降只与它自身阻值有关。 具体点 电路图如图 3 恒流源测量温度电路:
图 3 恒流源测量温度电路
考虑到电路的难易、 性能以及其他参数指标的计算方便与否,本次设计选用 了惠斯顿电桥测量温度的方法。 (2)信号放大电路(包括滤波电路) 使用 LM358 对 PT1000 上产生的压降进行放大,在这个电路中放大倍数为 10 倍。具体电路如图 4 信号放大及滤波电路:
基于Pt1000铂电阻的高精度手持温度计研制
基于Pt1000铂电阻的高精度手持温度计研制
许斌;王彪;张劲广
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2014(0)16
【摘要】针对石油化工行业,尤其是油品的存储和交接过程中,精确测量温度的需求,论述了一种高精度手持式温度计的设计。
该设计方案的感温元件使用
Pt1000铂电阻和自主研发的嵌入式测量系统。
详细讲解了温度计的测量原理和软硬件的设计方案,并给出了一种温度计环温补偿的软件算法。
【总页数】1页(P22-22)
【作者】许斌;王彪;张劲广
【作者单位】北京瑞赛长城航空测控技术有限公司北京 100176;北京瑞赛长城航空测控技术有限公司北京 100176;北京瑞赛长城航空测控技术有限公司北京100176
【正文语种】中文
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4.美国福禄克公司哈特部门推出高精度、双通道手持式铂电阻、热电偶、热敏电阻测温仪! [J], 王颖
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安徽工业大学第十届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛
作品申报书
作品名称:基于pt1000的高精度数显温度表设计
申报者姓名
(集体名称):
指导教师1:
指导教师2:
类别:
□自然科学类学术论文
□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文
■科技发明制作A类
□科技发明制作B类
A2申报者情况(集体项目)
说明:必须由申报者本人按要求填写,申报者代表必须是作者中学历最高者,其余作者按学历高低排列。
B3.申报作品情况(科技发明制作)
说明:仅科技发明制作类作品填写此表。
必须附有研究报告,并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图或
照片,也可附鉴定证书和应用证书,以上材料可附于E
表。
2.此设计采用差输入,减少外部影响
3.参考电压从电桥上取,线性化处理
4.使用AD7799,24位转化器
5.其高精度可达到0.0023℃
6.其中220V交流直接转12V直流电路(下图)
⑵pt1000、电桥、AD7799(下图)(转换器)
3.此设计采用差输入,减少外部影响
4.参考电压从电桥上取,线性化处理
5.使用AD7799,24位转化器
6.其高精度可达到0.0023℃
C.当前国内外同类课题研究水平概述
说明:1.申报者可根据作品类别和情况填写;
2.填写此栏有助于评审。
D. 指导教师情况及对作品的说明说明:1.请指导教师本人填写。
2.请指导教师把关学生作品申报材料。
E.参赛作品支撑材料
说明:1.申报者可根据作品类别和情况填写;
2.填写此栏有助于评审。
3.可附作品的研究报告,图表、曲线、试验数据、原理结构图、
外观图或照片,鉴定证书和应用证书等材料。
1.此设计采用电桥电路,并且考虑到温度对电桥电阻的影响,于是采用了如图设计方案。
其中,Ref1、Ref2、R1采用抑制温漂的直插电阻与贴片电阻
2.此设计采用差输入,减少外部影响
3.参考电压从电桥上取,线性化处理
4.使用AD7799,24位转化器
5.其高精度可达到0.0023℃
6.其中220V交流直接转12V直流电路(下图)
再由12V转5V(下图)
作品概要:
1.硬件需求有:mc9s12x5128(16位单片机)、AD7799、数码管(三极管)、485芯片、4-20mA(4个芯片)
2.模块分类:
⑴单片机(下图)
⑵pt1000、电桥、AD7799(下图)(转换器)
⑶数码管(显示)
⑷485电路(下图)(通路处理和上位机)
⑸按键(设置上下限)
⑹LED报警灯闪烁(图1)、蜂鸣器(图2)、继电器(图3)(报警处理)
图1
图2
图3
⑺4-20mA输出(右图)。