毕业设计论文(恒温箱的控制)[管理资料]
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摘要
温度与生物的生活环境密切相关,不同的生物或物体对温度的要求都不同。
随着智能控制技术不断的发展,在现代工业生产以及科学实验的许多场合,为了获取生物或物体所需求的温度,需要及时准确的获取温度信息,同时完成对温度的预期控制,这时候温度检测与控制系统就显得尤其的重要。
因此,温度检测系统的设计与研究一直备受广大科研者重视。
本次课题设计了一个低成本,高精度的恒温箱。
该设计主要从硬件和软件两个方面出发:
1)在硬件上,选择AT89C52单片机为核心,,并以Pt100温度传感器作为温度检测仪器,通过ICL7135模数转换器采集数据,用LED数码管作为显示器,构成了一个恒温箱;
2)在软件上,设计了温度检测算法,并在C语言编程环境下,编写了相应的程序来实现所设计的算法。
最后通过Proteus ISIS与Keil的联合仿真,保证了算法的可行性。
通过仿真实验可以发现所设计的系统可以较好的检测、控制并且保持温度。
但是由于温度调节的迟滞性以及设计上的不足,该系统具有一定的局限性。
关键词:温度检测;AT89C52单片机;恒温箱;C语言编程
ABSTRACT
Temperature is closely related to life and environment. Different creature or object have different requirements to temperature. With the development of the intelligent-control- technology, and in order to arrive to the creature's or object's temperature-demand, we should take the information of temperature timely and accuratly, and control the temperature to the expected degree, in the modern industrial production and scientific experiment many occasions . I n this situation, the testing and controlling system for temperature is especially important. Therefore, the designs for temperature detection system attract researchers' attentions.
In this dissertation, we designed a box with constant temperature which has low cost as well as high accuracy. We designed the system mainly from two aspects: hardware and software
1)Hardware's design: At first, we chosed AT89C52 SCM as the core of the system. And then we selected TL431 to compose the V constant and Pt100 temperature sensor for testing temperature. At last, we collecte data througn the ICL7135 ADC and display data them on the LED. All of this consists of a the constant-temperature-box;
2)Software's design: In this papar, we designed a algorithm detecte temperature and implemented it based on the C programming language's environment. Finally we did a series of simulation
experiment through the Proteus ISIS and Keil to ensure that the algorithm is feasible.
Simulation results show that the system designed had a very good effect on temperature's detection, controlling and keeping . Because of the adjustmentand of the temperature and the insufficiency of the design, this system has some limitations.
Keywords:Temperature detection;AT89C52 SCM; Box of constant temperature ;
C language programming
目录
第一章绪论 .................................................... 错误!未定义书签。
言................................................................ 错误!未定义书签。
恒温箱的发展与趋势................................. 错误!未定义书签。
恒温箱研究的作用与意义 ........................ 错误!未定义书签。
课题研究的内容......................................... 错误!未定义书签。
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第二章系统总体设计方案.............................. 错误!未定义书签。
恒温箱的结构设计方案............................. 错误!未定义书签。
AT89C52单片机选择与简介.................. 错误!未定义书签。
A/D模数转换选择与简介........................ 错误!未定义书签。
其它的外围电路选择................................. 错误!未定义书签。
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温度检测仪器............................................. 错误!未定义书签。
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热电偶传感器...................................... 错误!未定义书签。
第三章硬件系统设计...................................... 错误!未定义书签。
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外加的电路 ................................................. 错误!未定义书签。
ICL7135的引脚连线 ................................ 错误!未定义书签。
ICL7135与单片机连线 ............................ 错误!未定义书签。
数码管的显示............................................. 错误!未定义书签。
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第四章软件的设计.. (29)
按键程序设计 (29)
数据采集程序设计 (32)
主程序设计 (34)
第五章系统测试 (37)
硬件测试与Keil (37)
Keil与Protuse连接.............................. 错误!未定义书签。
仿真............................................................ 错误!未定义书签。
总结....................................................................... 错误!未定义书签。
附录....................................................................... 错误!未定义书签。
附录一硬件设计 ................................................ 错误!未定义书签。
附录二软件设计 ................................................ 错误!未定义书签。
参考文献............................................................... 错误!未定义书签。
致谢........................................................................ 错误!未定义书签。
第一章绪论
言
温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域。
如工业上食品加工;生活上用的空调;在医学上药品的恒温储藏箱等。
在不同的领域中对温度的要求及控制不同,所设计的恒温箱的要求也就不一样。
可以确定恒温箱的市场是相当的大,所以研究恒温箱的控制技术也越来越多。
这次设计主要是研究简单的低成本,高精度的检测与控制的恒温箱。
在现代技术发达的时代,恒温箱的控制系统从开始的由人工调节达到需要的温度的控制,到现在发展成采用单片机的自动控制其温度。
现在单片机已是成为各类产品控制技术的核心部件。
本次设计以单片机为核心,选用了模数转换器对温度传感器检测到的信号进行采样,选用数码管为显示器;用C语言编写相应的程序做成一个自动控制的恒温箱。
虽然恒温箱的设计研究已经有很长的历史,但是因为温度的调节有一定的迟滞性,也就是在正常情况下,温度高于设置温度时停止加热,但是加热装置会因为惯性继续放出热量,使得恒温箱内的温度继续升高。
当温度低于设置温度时则开始加热,此时加热要等加热装置温度达到恒温箱的温度才开始升温。
因此恒温箱的温度会在在设置温度的上下震荡。
因此恒温箱中温度不是保持不变的,而是一个温度范围。
这也是恒温箱设计一直存在的问题。
用温度传感器检测温度信号,并经过模数换器后送给单片机处理,再传给数码管显示。
可用按键设定恒温箱的温度,再传给单片机处理,由单片机控制电热丝与显示。
通过仿真软件对设计的硬件与软件结合仿真。
硬件仿真采用的是Proteus
ISIS ;程序仿真采用的是Keil uV3软件;把硬件仿真与软件仿真结合即可测试其设计的效果。
恒温箱的发展与趋势
温度控制技术在现代信息技术中是三大基础之一。
恒温箱不管是在生活上,还是在工业上都有着巨大的经济效益。
恒温箱自动控制系统在国内外都到研究与发展。
恒温箱的控制系统从开始的由人工调节达到需要的温度及控制,到现在发展到采用单片机的自动控制其温度。
恒温箱最基础的器件是由温度检测系统,模数转换系统,单片机为核心,温度显示的组成。
温度检测系统一般使用温度传感器。
温度传感器从1821年由德国物理学家赛贝发明后到热电偶传感器。
在由德国西门子发明了铂电阻,后在半导体技术的支持下相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。
20世纪90年代时又发明了智能温度传感器。
这样可控制的温度范围有所加大,温度控制的精度也逐步提高。
模数转换器是现实中各种模拟信号通向数字化数字世界的桥梁。
ADC模数转换器有8位,12,14,16,24位等。
ADC的位数越高分辨率也越高,位数越高,精度也越高。
现在工业需要高精度的电器也越来越多。
对不同的产品要求的精度不一样,对ADC的选择也不一样。
单片机是一种集成电路的芯片。
从1976年起是单片机的开始阶段到1978年的单片机的完善阶段。
到了1982年后到1990年,8位的单片机得到巩固发展,以及16位单片机推出。
从1990到现在微控制器的全面发展阶段。
所以单片机深入了各个领域的发展与应用。
因此产品越来越智能化多样化。
显示一般有数码管和液晶显示。
国内恒温箱的现状多为传统式电子产品,而国外温度控制技术发展较为成
熟。
温度传感器采用热敏电阻或热电阻,部分产品温度设定和电热丝开关通过触摸键和液晶显示屏实现人机交互界面,电热丝开关切换自动完成,运算放大电路和开关电路实现双位调节。
这类智能恒温箱产品改善了人机交互界面,解决了“温度设定分度值过粗”等问题,但仍存在“控制精度不高”、“时间常数大”、“操作较复杂”等问题。
近年来,温度控制器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温度控制器和网络温度控制器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速发展。
以当今控制技术的发展智能控制温控器将会很快取代传统式电子产品。
恒温箱研究的作用与意义
恒温箱的应用广泛是毋庸自疑的。
例如,在日常生活上,我们用的高温烘箱;在工业生产上,有化工、建材、冶金、食品加工、机械制造,还有根据动物生活习性的需求控制饲养棚的温度来进行孵卵或动物培养等;在农业上,可调节温度来控制种子的发芽,植物的生长等;在科学实验上,可调节恒温环境用来培养细菌生长等;在医学上,可用于早产婴儿保护箱等。
由此科研者对恒温箱的研究也一直持续不断。
对恒温箱的作用研究也越来越多,使得用得到的范围也更为广阔。
现在的时代是科技高速发展的信息时代,微型单片机技术、电子技术的应用更是空前广泛。
由于它具有体积小、性价比高、功能强等特点,所以广泛应用于电子仪表、节能装置、家用电器、工业控制、机器人、军事装置等诸多领域。
使产品小型化,智能化,既提高了产品的功能和质量,又降低了成本,简化了设计。
它迅猛的发展到了各个领域。
这些技术的发展也使得恒温箱的体积变小,更智能化,功能更齐全,质量也更好。
更何况成本还降低了。
因此对恒
温箱的研究也是极有意义的。
课题研究的内容
本毕业设计的主要内容是:本次设计的以“AT89C52单片机”为核心,TLC7135模数转换器和LED数码管为主的硬件电路。
用C语言编写程序为软件。
做成一个自动控制的恒温箱。
其主要功能是实时测量箱内的温度,并及时的显示。
测量时,温度测量仪(温度传感器)的测量端放在恒温箱内部要测量的地方,实时监测箱内的温度。
然后由温度变化引起变化信息传递给信号处理器,在将处理好的信号递给AD模数转换器。
由模数转换器传给单片机,由单片机给温度信息做出反应。
在控制面板上,可以用按键设置需要的温度,如果温度高于设置的温度,则停止加热,恒温箱内温度下降。
如果当时的温度低于设置的温度则开启加热装置对恒温箱进行加热,温度开始上升。
这还有恒温箱恒温的安全灯。
如果恒温箱出了差错即是当温度测量仪检测到温度低于设置温度10℃下限时,则第一个灯会亮。
或温度测量仪检测到温度高于设置温度10℃上限时,则第二个灯会亮。
如此来回控制,使温度控制在设置温度的上下。
本次设计共分成五章,每一章的内容简单的述说如下:
第一章是绪论,简要介绍了恒温箱的发展与研究的意义。
第二章是系统总体的设计方案,简单介绍了选择什么器件组成硬件以及介绍器件的功能和作用。
第三章是硬件设计,主要介绍了器件的工作原理及相互之间的连接。
第四章是软件设计,主要简单介绍软件流程图与程序。
第五章是系统的测试,主要简单介绍了系统仿真时用的软件。
第二章系统总体设计方案
恒温箱的结构设计方案
课题设计分为硬件设计和软件设计。
硬件设计:选择AT89C52单片机,,用Pt100热敏电阻为温度传感器,通过ICL7135模数转换器采集数据,使用LED数码管做显示器等。
软件设计:用C语言编写计算检测的数据及要显示的数据程序,还要编写按键控制设定温度的程序。
硬件与软件连接做成一个检测与控制的恒温箱。
其主要功能是实时测量箱内的温度,并及时的显示。
测量时,温度测量仪(温度传感器)的测量端放在恒温箱内部要测量的地方,实时监测箱内的温度。
然后由温度变化引起变化信息传递给信号处理器,在将处理好的信号递给AD模数转换器。
由模数转换器传给单片机,由单片机给温度信息做出反应。
在控制面板上,可以设置需要的温度,如果温度高于设置的温度,则停止加热,恒温箱内温度就会下降。
如果当时的温度低于设置的温度则开启加
热装置对恒温箱进行加热,温度开始上升。
此外还设定安全灯,如果恒温箱出了差错即是当温度测量仪检测到温度低于设置温度10℃下限时,则第一个灯会亮。
或温度测量仪检测到温度高于设置温度10℃上限时,则第二个灯会亮。
恒温箱的结构框图如图2-1所示。
图2-1 恒温箱的结构框图
AT89C52单片机选择与简介
本次设计选择AT89C52作为单片机,AT89C52是美国的ATMEL公司生产的CMOS8位单片机有着低电压,高性能的特性,片内含有8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器Flash和256 bytes的随机存取数据存储器,器件采用的是ATMEL公司的高密度、非易失性存储的技术生产,还兼容标准MCS-51系统指令,片内置通用Flash存储单元和8位中央处理器,AT89C52单片机的引脚如图2-2所示、其封装如图2-3所示。
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31
PSEN 29RST
9
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78
P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD
17
P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1
AT89C52
图2-2 AT89C52引脚图 图2 -3 AT89C52的封图
AT89C52是8位通用微处理器,采用的是工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上都与通用的89C52一样,其主要是用来会聚调整时的功能控制。
其功能是对会聚主IC 内部寄存器、外部接口等功能部件及数据RAM 的初始化,和会聚测试图的控制,会聚调整的控制,红外遥控信号IR 接收的解码及与主板CPU 通信等。
主要管脚及功能有:XTAL2(18脚)和XTAL1(19脚)是振荡器输入输出的端口,并外接12MHz 晶振。
RST/V pd (9脚)是复位的输入端口,外接的电阻电容组成复位电路。
VSS (20脚)和VCC (40脚)是供电的端口,分别接5V 电源的正负端口。
P0~P3是可编程通用的I/O 脚,其功能用途由一般由软件定义,10脚和11脚被定义为I 2C 总线控制的端口,13脚被定义为IR 输入端,12脚、27脚与28脚被定义为握手信号的功能端口,连接在主板CPU 的相应的功能端口,可用于当前制式的检测与会聚调整状态进入的控制功能。
AT89C52的一些主要特性:1、兼容MCS51指令系统2、8k 可反复擦写
(大于1000次)Flash ROM;3、32个双向I/O口;4、256x8bit内部RAM;
5、3个16位可编程定时/计数器中断;
6、钟频率0-24MHz;
7、2个串行中断,可编程UART串行通道;
8、2个外部中断源,共8个中断源;
9、2个读写中断口线,3级加密位;10、低功耗空闲和掉电模式,软件设置睡眠和唤醒功能。
A/D模数转换选择与简介
A/D数模转换器,其种类很多,如逐次逼近型,双积分型,Σ-Δ型A/D转换器等;其中的双积分式A/D转换器适用于对信号转换速率的要求不是很高而对转换精度要求很高的情况。
AD模数转换器还可分有8,12,14,16,24位等。
AD的位数越高分辨率也越高,位数越高,精度也越高。
相对的市场价格也更高。
对从-200到800的温度测量,有12位以上就足够了,且要求的转换速度不是很高。
ICL7135具有精度高(相当于14位双积分型A/D转换),。
所以选择ICL7135为这次设计的A/D转换器。
ICL7135是美国的Intersil公司是较流行的双积分A/D转换器,其具有4位半的精度(相当于14位A/D的转换器),自动校零,自动极性输出,单基准电压,动态字位扫描BCD码输出,ICL7135的引脚如图2-4所示。
ICL7135的封装图如图2-5所示。
ICL7135引脚功能及含义如下:与供电及电源相关的引脚有(7脚)。
-V:为ICL7135负电源引入端,典型值-5V,极限值-9V;+V:为ICL7135正电源引入端,典型值+5V,极限值+6V; DGND:为数字地,是ICL7135正,负电源的低电平基准; REF:为参考电压输入口,REF的接地可为AGND引脚。
AC:为模拟地,INHI:为模拟输入正端; INLO:为模拟输入负端,当模拟信号输
入端用单端接地时,可直接与AC 相连。
与选通和数据输出相关的引脚(共9脚):B1~B8:B8是BCD 码输出的最高位,其它的对应BCD 码。
D5:是万位选通端口; D4~D1:是千、百、十、个位的选通端口。
(MSD)(LSD)MSB (LSB)REF 2ACOM
3
INLO 9INHI 10V+
11
V-1
INT
4
AZ
5
BUF
6
CREF+
8
CREF-7CLKIN
22UNR 28OVR 27STROBE 26GND
24
POL 23D1
20D219D318D4
17D512B1
13B214B4
15B816RUN/HOLD
25BUSY
21
图2-4 ICL7135引脚图 图2-5 ICL7135封装图
与控制和状态相关的引脚(共12脚)如下:CLKIN :为时钟信号输入端。
REFC+:为外接参考电容正端,典型值1μF 。
REFC-:外接参考电容负端。
BUFFO :为缓冲放大器输出端,典型外接积分电阻。
INTO :为积分器输出端,典型外接积分电容。
AZIN :为自校零端。
STOR :为数据输出选通信号(负脉冲),宽度为时钟脉冲宽度的一半,每次A/D 转换结束时,该端输出5个负脉冲,分别选通由高到低的BCD 码数据(5位),该端用于将转换结果打到并行I/O 接口。
LOW :为欠量程信号输出端,当输入信号小于量程范围的10%时,该端输出高电平。
HIGH :为过量程信号输出端,当输入信号超过计数范围(20001)时,该端输出为高电平。
POL :为极性信号输出,高电平表示极性
为正。
R/H :为自动转换/停顿控制输入。
BUSY :为忙信号输出,高电平有效时正向积分开始时自动变高,反向积分结束时自动变低。
其它的外围电路选择
设计除了单片机与模数转换外,还有很多必要的硬件,如恒流源作为电源、放大器放大信号、还有驱动显示器的驱动器等。
下面就简介这些外围的硬件。
为使信号稳定的输入到A/D 转换器中,需要一个稳定的电源。
恒流源电路就是要能够提供一个稳定的电流以保证其它电路稳定工作的基础。
因此需要设计一个稳定的恒流源。
TL431是德州仪器公司(TI )生产的基准源,它是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。
它的输出电压可用两个电阻设置任意的基准源到从V ref ()到36V 范围内的任何值。
,在很多的应用中用它代替齐纳二极管。
TL431是一种并联稳压集成电路。
因其价格低、性能好,因此广泛应用在各种电源电路中。
其内部结构图如图2-6所示,其封装如图2-7所示。
3
2
1
U1
TL431
TL431的内部结构图 图2-7 TL431的封装图
TL431的主要参数:~36V ;;电压参考误差范围是±%,温度补偿操作全额定工作温度范围;其温度环境的典型值为25℃;等效全范围的温度系数的典
型值是50ppm/℃;~36V连续可调;参考电压的原误差为±%;欧姆,~100毫安。
全温度范围内温度特性平坦,其典型值为50ppm,输出低电压噪声。
最大输入电压为37V,,~36V。
电路加放大器,是有些输入信号太小了,需要放大器放大几倍。
因此选择低温漂的OP07。
OP07芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
由于OP07有非常低的输入失调电压(即对于OP07最大为25μV),所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时也具有输入偏置电流低(OP07为±2nA)和开环增益高(于OP07为300V/mV)的特点,这种低温漂、低失调,高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益测量设备和放大传感器的微弱信号。
OP07的管脚及封装如图2-8所示。
图2-8 OP07管脚及封装
74LS164是CMOS的高速门电路,与低功耗肖特基型TTL器件的引脚兼容。
74LS164是8位边沿触发式移位寄存器,是串行输入数据,并行输出。
1脚DSA是数据输入,2脚DSB也是数据输入,Q0~Q7是输出,GND是接地,CP是时钟输入(低电平到高电平边沿触发),R
M是中央复位输入(低电平有
效),接正电源。
数据通过两个输入端(DSA或DSB)之一串行输入;任一输入端可以用作高电平使能端,控制另一输入端的数据输入。
两个输入端或者连接在一起,或者把不用的输入端接高电平,一定不要悬空。
时钟(CP)每次由低变高时,数据右移一位,输入到Q0,Q0是两个数据输入端(DSA和DSB)的逻辑与,它将在时钟上升沿之前保持一个时间延时的长度。
主复位(R
M)输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效,同时非同步地清除寄存器,强制所有的输出为低电平。
所以选择74LS164为显示数码管的驱动器。
其管脚及封装如图2-9所示。
图2-9 74LS164管脚及封装图
温度检测仪器
测量温度的检测仪器一般是传感器。
经常用的传感器有热电偶、PN结测温、热电阻等。
一般选择热电偶传感器和热电阻传感器。
热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计。
在目前较为广泛应用的热电阻材料有铂、铜等。
铂的使用范围一般是-200~+850℃,铜的使用范围一般是-50~150。
我这次
设计的是0~800,所以选用铂作为的热敏电阻传感器。
铂热电阻有Pt100,Pt250,Pt1000等。
对应于本次设计的要求,选择Pt100作为热电阻传感器比较合适。
Pt100温度传感器的主要技术参数如下:测量范围:-200℃~+850℃;允许偏差值△℃:A级±(+│t│),B级±(+│t│);热响应时间<30s;最小置入深度:热电阻的最小置入深度≥200mm;允通电流≤5mA。
Pt100是在0摄氏度的时其阻值为100欧姆,它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。
热电阻的阻值变化公式如下:
Rt=R0(1+A*t+B*t*t)
(2-1)
Rt=R0[1+A*t+B*t*t+C(t-100)*t*t*t]
(2-2)
t表示摄氏温度,R0是零摄氏度时的电阻值,A、B、C都是规定的系数,对于Pt100,R0就等于100Ω。
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。
所以这次设计可以选用Pt100。
热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一种元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。
工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。
目前热电阻的引线主要有三种方式:二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制,这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合;三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套
使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的;四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。
可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。
这次设计热电阻采用三线制接法。
采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。
这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。
热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。
采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。
热电偶传感器
热电偶是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,如图2-10所示。
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,其两一端温度为T1,称为工作端或热端,另一端温度为T0,称为自由端(也称参考端)或冷端。
图2-10热电偶原理图
热电偶冷端的温度补偿是由于温度传感器热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材
料,降低成本,通常采用补偿导线把温度传感器热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。
必须指出,温度传感器热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使温度传感器热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。
因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度T0≠0℃时对测温的影响。
在使用温度传感器热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与温度传感器热电偶连接端的温度不能超过100℃。
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
其优点有:一: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;二: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);三: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。
因此设计也可以用热电偶传感器作为温度检测系统。
热电偶具有测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集中检测和自动控制等优点。
但是其自由端需要温度补偿,而且在低温常温段其测量精度较低等缺点。
铂电阻的测量精度高,一般都是以铂电阻作为标准温度测量元件。
标准铂电阻可以用一种严密、合理的方程来描述其电阻值与温度的关系。
铂电阻的线性较好,只是在接近其范围极限时呈非线性。
所以设计中此两种传感器都可以用。