数字式温度变送器的设计与数字补偿
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ｍ ａ ｔ ｒｃ ｍｐ ｔ ｒｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ｅ ｎ ｎ—ｌ ｅ ｏ — ｓ ｅ ｏ ｕ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ Ｔｈ ｏ ｓ ｉ ｒｃ ｍ ｎ
字式 温度 变 送器
图 ｌ 数 字 式 温 度 变 送 器 电路 原 理
ｐ ｎ ａｉｎａ ｄｃｌ —ｕ ｃｉｎｃｍｐ ｎ ａｉｎｏ ｅ－ ｅ ｓｔ ｎ ｏｄ— ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ｆ ｈ ｒ ｏ ｊｎ ｏ ｏ ｔ －
冷 端 补偿
＝二＝＝二二］ ＝＝二二二＝
Ｌ Ｄ 示 Ｃ显
／ ｔ 。
执 行上 位 机命 令
收 藕 日期 ：０ ６一Ｏ —２ ２０ ２ ３
图 ２ Ａ Ｃ２ Ｄｕ ８ ４的 主 流程
・
《 械 与 电子 ￣０ ６ ８ 机 ２０ （ ）
４３ ・
பைடு நூலகம்普资讯
维普资讯
数字式温 度变送器的设计与数字 补偿
杭 和 平 ， 晓 娟 穆
（ 北京 生物化 学 工程 学院 ， 京 １０ ２ ） 北 ０ ０ ３
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｄｉ ｔ ｌＣｏ ｅ ｓ ｔｏ ｆＴｅ ｓｇ ｎ ｇｉａ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｍｐｅ ａ ｕｒ ａ ｍｉｔ ｒ ｒ ｔ ｅ Ｔｒ ｎｓ ｔｅ
ｌ 示 。 感 器 部 分 采 用 热 电 偶 ， 据 处理 部 分 采 所 传 数
Ａ ｕ ８ ４ Ｖ 机 Ｄ Ｃ ２ ￣． ｆ
硬件 结构 原理 ， 出 了用软 件 方 式进 行 非 线 性补 偿 给
和 热 电偶 的 冷 端 补 偿 的 方 法 。
关键 词 ： ＡＤｕ ８ ４ 热 电偶 ； Ｃ２； 变送器 中 图分 类号 ： ３ ８ ＴＰ ６
２ 信 号 的 采 集 与 处 理
文献标 识码 ： Ａ
ｌ 型 ＩＫ 热
电 偶
文章 编号 ：０ １ ２ ７ ２ ０ ） ８— ０ ３一 ３ １ ０ —２ ５ （ ｏ ６ Ｏ ０ ４ Ｏ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｄ ｓｇ ｏ ｄ ｇ ｔ ｌ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｅ ｅ ｉ ｎ ｆ ｉ ｉａ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｔ ａ ｓ ｉ ｅ ａ ｅ ｎ ｍ ｉｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ＡＤｕ ８ ４ ｉ ｒ ｎ ｍ ｔ ｒｂ ｓ ｄ ｏ ｃｏ ｏ ｔｏ ｌ ｔ ｅ Ｃ ２ ｓ
Ｈ Ｎ — ｉｇ ＭＵ Ｘ ａ ｊ ａ Ａ Ｇ Ｈｅ ｐｎ ， ｉ ｏ— ｕ ｎ （ ｉｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ｆ ｅ ｉｇ Ｕｎ ｎ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｂｏ ｈ ｍｉ ｇｎ ｅ ｉ ｏ ｌ ｅ ｉｎ ｉ ｎ ｖ ｒｉ ， ｅ ｉｇ １ ０ ２ ． ｈｎ ） ａＥ ｎ ｅ ｏ Ｂ ｊ ｏ ｔ ｊ
厂
初始 化 开 中断 熟 电偶 采样Ｄ １ Ｂ ０ Ｓ ８ ２ 采样
二二 二二 二＝ ＝ ［＝＝ ＝ 二二
Ｋｅ ｒ ｓ ＡＤｕ ８ ４ ｔ ｅ ｍ ｏ ｏ ｐ ｅ ｔ ａ ｓ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｃ ２ ； ｈ ｒ ｃ ｕ ｌ ； ｒ ｎ ｍｉ—
ｔ ｅｒ
０ 引 言
ＡＤｕ ８ ４非 常灵 活 ， 它 与 传 感 器 相 结 合 ， Ｃ２ 将 可 以构成 高 集成 的智 能 传感 器 。本 系统 使 用 Ｋ 型 热 电偶测 量 现场 的热 电势信 号 ， 电势信号 经 调理后 ， 热 进入 ＡＤ Ｃ ２ ｕ ８ ４为 核 心 的 信 号 采 集 处 理 器 。利 用
ｍ ｏ ｏｕ ｅ ｉ ｏ ｉ ｄ． ｃ ｐｌ ｓ ｐｒ ｖ ｄｅ
用 ＡＤ Ｃ ２ ， 示 部分 采 用 Ｌ Ｍｌ ｌ液 晶屏 ， 上 ｕ ８４ 显 Ｃ ４ 与
位 机 通 信 采 用 全 双 工 Ｒ ２ ２标 准 接 口， 用 Ｓ３ 使
Ｄ １ Ｂ ０测量本 地温度 ， Ｓ８ ２ 用于冷 端补偿 。 Ａ Ｃ２ Ｄｕ ８ ４的软件 用 Ｋｅ ｉ Ｃ编 写 ， ｌ 由信号 采 集 、 标 度 变换 、 线性 补偿 、 位 和灵 敏 度补 偿 、 Ｃ 非 零 Ｌ Ｄ显 示 、 令解 释与 处理 及 串行 通 讯 中断 服 务程 序等 模 命 块组 成 ， 主程 序 流程如 图 ２ 示 ， 所 在程序 的 主循 环 中 检查 是否 已完成 串行 通 讯 数 据 的 接 收 ， 如完 成就 分 析上 位机 的命 令 ， 执行 相应 的操 作 。
Ｒ ２ ２ 口 ＲＳ ３ ／ Ｌ Ｓ３接 ２ ２ ＴＴ 电平转 换 电压调 整
岳
Ｉ 嫱凸； ／
ｊ 嫱凸 ＿
ｉｔｏ ｕ ｅ ． ｅｉｔ ｒａ ｅｏ ｈ ｒ ｃ ｕ ｌ ｔ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｔｈ ｎ ｅ ｆｃ ｆｔ ｅｍｏ ｏ ｐｅ ｗｉｈ Ａ／
Ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｒｉ ｏ ｖ ｒｅ ｎ ＡＤｕ ２ ｎ ２ ２ ｉ ｔｒａ ｅ ｗｉ Ｃ８ ４ ａ ｄ Ｒ￥ ３ ｎ ｅｆ ｃ ｔ ｈ
ＡＤ Ｃ ２ ｕ ８ ４中 的放 大 电路 以及 ∑一△ 型 Ａ／ 将信 号 Ｄ
转换 为数字 信 号 。并 对 信号 进 行 数 字处 理 ， 到被 得
标 度变 换 误 差补 偿
二二二二＝二］匕二＝二二二＝
测物理 量 的精确 值 。并将 得 到的温 度值 等参 数通过
Ｒ ２ ２传 送 到 Ｐ Ｓ３ Ｃ计 算机 。系统 选 用 Ｋｅ Ｖｉ ｏ ２ ｉｕ ｓ ｎ ｌ ｉ 作 为开 发环 境［ 。 １ ］
摘要 ： 阐述 了一 个 以 单 片机 ＡＤｕ ８ ４为核 心 Ｃ２
的数 字 式 温 度 变 送 器 设 计 方 法 ， 述 了 热 电 偶 与 单 叙 片机 内 Ａ／ 转 换 的 接 口、 及 Ｒ ２ ２数 字 接 口 的 Ｄ 以 Ｓ３
１ 总 体 设 计
数 字式 温 度 变送 器 系 统 由传 感 器 、 据 处理 与 数 显示 、 信接 口及 电源 等 部分 构 成 。硬 件 结构 如 图 通
字式 温度 变 送器
图 ｌ 数 字 式 温 度 变 送 器 电路 原 理
ｐ ｎ ａｉｎａ ｄｃｌ —ｕ ｃｉｎｃｍｐ ｎ ａｉｎｏ ｅ－ ｅ ｓｔ ｎ ｏｄ— ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ｆ ｈ ｒ ｏ ｊｎ ｏ ｏ ｔ －
冷 端 补偿
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数字式温 度变送器的设计与数字 补偿
杭 和 平 ， 晓 娟 穆
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ｌ 示 。 感 器 部 分 采 用 热 电 偶 ， 据 处理 部 分 采 所 传 数
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硬件 结构 原理 ， 出 了用软 件 方 式进 行 非 线 性补 偿 给
和 热 电偶 的 冷 端 补 偿 的 方 法 。
关键 词 ： ＡＤｕ ８ ４ 热 电偶 ； Ｃ２； 变送器 中 图分 类号 ： ３ ８ ＴＰ ６
２ 信 号 的 采 集 与 处 理
文献标 识码 ： Ａ
ｌ 型 ＩＫ 热
电 偶
文章 编号 ：０ １ ２ ７ ２ ０ ） ８— ０ ３一 ３ １ ０ —２ ５ （ ｏ ６ Ｏ ０ ４ Ｏ
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０ 引 言
ＡＤｕ ８ ４非 常灵 活 ， 它 与 传 感 器 相 结 合 ， Ｃ２ 将 可 以构成 高 集成 的智 能 传感 器 。本 系统 使 用 Ｋ 型 热 电偶测 量 现场 的热 电势信 号 ， 电势信号 经 调理后 ， 热 进入 ＡＤ Ｃ ２ ｕ ８ ４为 核 心 的 信 号 采 集 处 理 器 。利 用
ｍ ｏ ｏｕ ｅ ｉ ｏ ｉ ｄ． ｃ ｐｌ ｓ ｐｒ ｖ ｄｅ
用 ＡＤ Ｃ ２ ， 示 部分 采 用 Ｌ Ｍｌ ｌ液 晶屏 ， 上 ｕ ８４ 显 Ｃ ４ 与
位 机 通 信 采 用 全 双 工 Ｒ ２ ２标 准 接 口， 用 Ｓ３ 使
Ｄ １ Ｂ ０测量本 地温度 ， Ｓ８ ２ 用于冷 端补偿 。 Ａ Ｃ２ Ｄｕ ８ ４的软件 用 Ｋｅ ｉ Ｃ编 写 ， ｌ 由信号 采 集 、 标 度 变换 、 线性 补偿 、 位 和灵 敏 度补 偿 、 Ｃ 非 零 Ｌ Ｄ显 示 、 令解 释与 处理 及 串行 通 讯 中断 服 务程 序等 模 命 块组 成 ， 主程 序 流程如 图 ２ 示 ， 所 在程序 的 主循 环 中 检查 是否 已完成 串行 通 讯 数 据 的 接 收 ， 如完 成就 分 析上 位机 的命 令 ， 执行 相应 的操 作 。
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二二二二＝二］匕二＝二二二＝
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摘要 ： 阐述 了一 个 以 单 片机 ＡＤｕ ８ ４为核 心 Ｃ２
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１ 总 体 设 计
数 字式 温 度 变送 器 系 统 由传 感 器 、 据 处理 与 数 显示 、 信接 口及 电源 等 部分 构 成 。硬 件 结构 如 图 通