CD4051和AD595制作的温度采集仪

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AD595

AD595

介绍了基于单片机的移动式温度数据采集仪的硬件设计,串行红外接口的应用及用可视化编程工具VB6.0实现的WINDOWS界面的数据接收、处理软件。

关键词热电耦温度测量数据采集红外串口通信在电子工业中,随着整机集成度的提高和元器件的微型化、复杂化,在印制板上焊接元件时对各种焊接设备波峰焊、回流焊、SMT 等内的温度工艺要求越来越高。

这就需要一种可移动的温度数据采集仪器,能随传送带进入焊炉内,测量记录下不同焊点印制板上的焊盘孔、过孔等在焊炉内不同位置时的温度参数,并能将测量数据方便地传送给电脑,进行数据曲线的显示、分析和打印,以便制定和执行合适的工艺流程。

无线通信可以去除设备对线缆和连接器的依赖。

IrDA红外通信是一种低价且适应性广的短距离无线通信技术,只要通信双方都支持IrDA 协议,就能很快建立通信链路,实现数据交换。

近来红外通信在电子设备中得到了广泛的应用。

为此,研制了带有红外接口的移动式温度数据采集仪。

该仪器由可充电电池供电,以1Hz的采集率同时对≤8的温度测量点采集600s的数据。

温度测量范围为0℃~300℃,测量精度为满量程的1%。

测量数据存于E2PROM中,可掉电保存,直到下次采集将数据更新。

通过串行红外接口,仪器可将存储的测量数据方便地传送给电脑。

用可视化编程工具Visual Basic6.0制作了Windows界面的数据接收和处理软件,既方便硬件间的连接又便于测量数据的输出与分析。

下图是我根据此文制作的一个温度控制实验板。

线路与原文有些改动。

原文中的MAX144不易买到。

AD改用了TLC2543,基准电压用LM317调成4。

096V给AD,这样AD检测出来的值如果是全0温度就是0C。

如是全1温度刚好是409。

6度。

显示精度达到了0。

1度。

单片机用89C51。

感应出来的温度值可以通过液晶屏上显示,也可通过RS-232用计算机显示。

1 采集仪的硬件原理仪器的硬件设计贯彻了确保性能、缩小外形(特别是高度要求苛刻)、便于移动、降低功耗和机内隔热的原则。

基于AD595的煤矿采空区测温系统

基于AD595的煤矿采空区测温系统
值 函数 。
端) 冷端与仪表连接 , ; 显示 热 电偶产 生的热 电势 。
2 AD5 5测温 原理及 电路 9
2 1 热 电偶 专用芯片 A 5 5 . D 9 针 对 不 同 的 测 量 精 确 度 要 求 , 两 款 产 品 有 A 5 5 和 AD 9 C 前 者 精度 为 ±3℃ , 者 为 土1 D 9A 55 , 后
应, 而这种电动 势称为 热 电势 。热 电偶 就 是利 用这 种 原理进行温度 测量 的。其 中, 接 用作 测 量介 质温 度 直
的一端称为“ 工作端” 另一端 叫做“ 端” 也称为补 偿 , 冷 (
( 当热 电偶 的材料成份确定 后 , 电偶热 电势 的 3 ) 热 大小 , 只与热电偶的温度差有关 ; 若热 电偶冷端 的温度 保持一定 , 这时热 电偶 的热 电势仅是 工作 端 温度 的单
系统 经 试 验 验 证 , 该仪 表 精 度 高 、 作 简 单 . 为 工 业 测 温 方法 的研 究 提 供 可靠 的理 论 依 据 与 实 践 参 考 。 操 可
关 键 词 AD 9 K型热电偶 55
采空区测温
冷端补偿
K型 热电偶在 工业测 温系统 中被 广泛 使用 , 热 两 端是 在 同温 度 环 境 T 下 , 以测 得 的 Vz 其 所 —E 2 K ;
对 于热 电偶 的热 电势 , 注意 如下几 个 问题 : 应

张建 新
张 国斌 : 基于 AD 9 5 5的煤矿采 空 区测温 系统
第 6期
信号电压与 K型热电偶输人 的电动势关系式如下 : 其 中, V 一V 为热 电偶产 生 的 热 电势 E , K1 而 00 . 4×T 为冰点 补偿 电压 。 如果 以线性关 系来 近 似热 电偶 的温 度与 电压关

温度采集电路设计报告

温度采集电路设计报告

温度采集电路设计报告1. 引言温度是一种普遍存在的物理量,对于工业自动化控制、气候监测、医疗设备等领域具有重要的意义。

为了准确地测量温度,需要设计一套稳定、精确的温度采集电路。

本报告将介绍我们设计的温度采集电路,包括电路结构、选择的元器件以及实验结果与分析。

2. 电路结构我们设计的温度采集电路主要由以下几个部分组成:1. 温度传感器:选择了AD590型号的温度传感器,该传感器具有线性输出特性,精度高,并且工作稳定。

2. 放大电路:为了将温度传感器输出的微小电压信号放大至合适的范围,采用了差动放大器电路。

该放大电路由运放OPA177和电阻网络组成,能够放大来自温度传感器的电压信号。

3. 滤波电路:在放大电路输出的信号中可能存在少量的高频噪声,为了消除这些噪声,设计了一个低通滤波电路。

该滤波电路由电容和电阻组成,可以滤除高频噪声,保留温度信号。

4. ADC转换电路:为了将模拟信号转换为数字信号,我们选择了12位的单片机内置ADC模块。

通过将滤波电路输出的信号输入到ADC模块,可以得到相应的数字温度值。

5. 显示模块:将数字温度值显示出来,我们使用了数码管显示模块。

图1 展示了我们设计的温度采集电路的基本结构。

![电路结构](circuit.png)3. 元器件选择在选择元器件时,我们根据实际需求考虑了以下几个方面:1. 温度传感器:选择了AD590型号的温度传感器,该型号在-55C 至+150C工作范围内具有良好的线性度和稳定性。

2. 运放:选择了OPA177型号的运放,该型号具有低噪声、高共模抑制比和高精度的特点,非常适合用于温度采集电路的放大部分。

3. 电容和电阻:根据滤波电路的需求,选择了适当的电容和电阻值,以满足滤波效果和成本控制方面的要求。

4. 数码管显示模块:选择了合适的数码管显示模块,能够满足显示精度要求,并且易于集成到整个电路中。

4. 实验结果与分析经过实验测试,我们得到了以下结果:1. 温度采集电路能够正常工作,能够稳定地采集到温度信号并进行放大与滤波处理。

基于AD595的油田深井测温系统

基于AD595的油田深井测温系统
2 A 55 D 9 测温原理及 电路
2 1 热 电偶 专 用 芯 片A 9 . D5 5
图4
3 程序设计
经过 多次试验 ,发现 A 55 出电压在 恒温 条件下总 是有2 一 D 9输 mv 5y m 波动 ,也就意味有0 。一 . . 05 2 。的抖动 。为 了消 除这种波动 ,本程 序设计了去疵点 、 求平均 、判断趋势 三个函数 , 工业应用得到了满 在 意的结果。 首先将 1 个通道的N 个A 数据 排序 ,然 后剔除 M个最 大值 ,M个 D 最小值 ,再求剩余的N 2 一M个数据 的算数平均值S M。通 过多次循环 U
l I 。
1 热电偶工作原理
11 热 电偶 测 温 原理 .
后 陡
1 6。
两种不 同成份的导体 ( 为热 电偶 丝材或热 电极 ,如图 l 称 中A、
B) 两端接合成 凹路 ,当接合点的温度 不吲时 , 回路中就会产生 电 在 动势 ,这种现象称为热 电效应 ,而这种 电动势称为热电势… 热 电偶 就是利用这种原理进 行温 度测 量的。其中 ,直接 用作测 量介 质温 度的
为 Vu2 【 + . x 2+ . 1 27 ( I V = 凶 为热 电偶短接 ), ot =( 0 4 T ) O I x 4. V — 2 0 o 0 o ] 3 其t V u 是 可以通过A 采集得到 的 ,反求 得 7 : o 2 4. 0 1,  ̄ ot 2 D ’ —u 一 . 1 2 V— 1 7 - 0 t2 3
据K 型热 电偶 分度表 查出V 热 电势下对 应的T 温 度值 ,这 样最终 就 1 l 得到了测 量端的真实温 度值 。
Q ÷ 鞲 。 L

根据 以 上分 析和 工程 其他需 要特 设 汁了如 I4 电路 ,V u 墨的 I ot 与 V u 接 到A 转换 电路 上即可 采集 数据 本 电路 没 计可以测 零下 温 ou 2 d 度 ,若将一 0去掉并把 第7 1v 脚接地则只能测 繁零 温度 ,

基于热电偶放大器芯片AD595的小型测温系统

基于热电偶放大器芯片AD595的小型测温系统

基于热电偶放大器芯片AD595的小型测温系统张 睿,杨小玲,张金密,李 翌,李志扬(华中师范大学 湖北武汉 430079)摘 要:热电偶放大器AD595将仪器放大器和热电偶冷接头补偿器全部集成在一块单片芯片上,产生一个10mV/℃的输出。

采用AD595设计一个测量温度系统。

该系统由热电偶放大器AD595、AD 转换芯片AD574以及单片机P89C61X2BN 和键盘显示芯片Zl G7290组成,用于光集成芯片的温度测量,也可以用于其他温度测量场合。

关键词:热电偶放大器;AD595;温度测量;单片机中图分类号:TN722 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2006)0108402A Tiny T emperature Measuring System Employing Thermocouple Amplif ier AD595ZHAN G Rui ,YAN G Xiaoling ,ZHAN G Jinmi ,L I Y i ,L I Zhiyang(Central China Normal University ,Wuhan ,430079,China )Abstract :The AD595is a complete instrumentation amplifier with thermocouple cold junction compensation integrated on amonolithic chip ,which produces a high level (10mV/℃)output directly f rom a thermocouple signal.A temperature measuring system ,which consists of AD595and A/D converter AD574,MCU P89C61X2BN and Zlg7290as well.It is intended to measure the temperature of photon integrated chips and could be used in many other applications.Keywords :thermocouple amplifier ;AD595;temperature measuring ;single chip收稿日期:200510181 AD595的基本介绍AD595是AD 公司生产的一款热电偶放大器,他将仪器放大器和热电偶冷接头补偿器全部集成在一块单片芯片上,产生一个10mV/℃的输出。

基于单片机的AD590的温测控系统设计_毕业设计1 推荐

基于单片机的AD590的温测控系统设计_毕业设计1 推荐

基于单片机的锅炉温度控制系统的设计摘要在对当前采暖需求情况广泛调查的基础上,结合工程实际需要,针对小型家用燃气锅炉的特点,研制开发了基于MCS-51单片机的小型家用燃气锅炉温度控制系统,旨在使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制,改进家庭采暖的控制方式,提高采暖的经济性。

利用Protel99se电路设计软件,对智能控制器的电源电路、复位电路、时钟电路、报警电路、LCD液晶显示电路以及控制器的核心—温度采集电路进行了设计。

电源采用三端集成稳压器W7800 (W7900)系列元件7805,交流220 v电压转换为单片机所需要的5V电压;利用AT89S51作为控制器的核心器件;利用集成电路温度传感器DS18B20测量锅炉水温;将测量的水温与设定值比较,单片机另外使用LCD液晶显示器显示水位的上下限值、当前水位、预先设定的温度报警值和当前采集的温度值。

当温度超过设定的报警温度值,系统会发出报警声音,同时关闭锅炉燃烧器。

等待温度降到下限值,这时就可以重新锅炉燃烧器通电,继续加温,如此反复监控温度。

这样就可以节约能源,提高能源的使用率。

针对系统的要求和特点,在上述硬件电路及实现方法的基础上,利用汇编语言,设计了基于单片机的锅炉温度控制系统。

控制软件主要包括温度和温度采集子程序、水位控制程序、键盘扫描子程序和LCD 液晶显示子程序等。

通过对温度和水位的测试,可以发现所设计的控制系统能够满足设计要求,达到了预期的效果。

关键词:单片机;LCD;燃气锅炉;温度控制;DS18B20Microcontroller-based design of the boilertemperature control systemABSTRACTAccording to the market demand and the characteristics of domestic heating, this paper develops MCU intelligence controller for the minor gas-fired boiler which is domestic heating equipment on the basis of investigation of heating demand widely. The research purpose is to change the inconvenience of temperature control bring by using coal fired boiler for centralized heating, to increase economics of heating.The software called Protel99se for circuit designed is used to develop the hardware of the controller. The hardware includes the power supply circuit, the reset circuit,the clock circuit, the alarm circuit, the LCD display circuit, and the temperature collection which is the core of this controller. The three-pin integrated-circuit voltage regulator W7800 (7900) series component 7805 is used for the power supply. The Atmel AT89S51 chip is the core chip of the controller. The integrated temperature sensor DS18B20 is used to measure water temperature in boiler. The key circuit is used to set the alerm temperature and analog water in or out. In addition, LCD is used to display water level bound, current water level, temperature alerm value by presupposition and current temperature. When water level beyond its bound or when current temperature beyond its alerm value, the system gives an alerm and makes boiler burner off. When water temperature is down, the system releases alerm and makes boiler burener on. The system does it again and again.So the system can save energy and improve energy utilization rate. Aim at the demand and characteristic of the system, on the basis of these hardware and implement method, using assemble language, system designs boiler temperature control system design based on singlechip. This software includes temperature and water level monitor main program, temperature collection subprogram, analoy water in and out subprogram, keyboard scan subprogram, LCD display subprogram etc. Use practicality to validate system’s dependability and stability, and the system can operate successfully.Keywords:MCU; Liquid Crystal Display; Gas boiler; Temperature control;DS18B20目录1 绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2系统的总体设计思想 (2)2 系统方案论证及工作原理 (4)2.1 设计方案论证 (4)2.2 系统结构框图 (4)2.2.1主要器件的选择 (6)2.2.2 锅炉辅助器件选择 (6)3 硬件电路设计 (8)3.1 主电路 (8)3.2 单片机选择设计 (9)3.3 单片机最小系统 (11)3.3.1时钟电路设计 (11)3.3.2 复位电路 (12)3.4温度检测电路设计及温度传感器选择 (12)3.4.1 DS18B20简介 (12)3.4.2温度采集电路 (14)3.5 温度控制电路设计 (14)3.6 水位控制电路 (15)3.6 显示电路设计 (17)3.7 报警电路设计 (21)3.8 稳压电源电路设计 (22)3.9按键电路设计 (22)4 系统软件设计 (24)4.1主流程图设计 (24)4.2中断程序程序 (25)4.3 DS18B20温度采集子程序设计 (25)4.4 LCD液晶显示子程序设计 (27)总结 (28)致谢 (29)参考文献.............................................. 错误!未定义书签。

基于AD590的温度测量电路设计

基于AD590的温度测量电路设计

课程设计报告论文题目:温度测量电路设计学院(系):班级:学生姓名:学号指导教师:时间:基于AD590的温度测量电路设计摘要:给出了一种数字式温度测量电路的设计方案,该设计是基于温度传感器AD590、集成放大芯片LM324、12位4路A/D 转换芯片ADS7841、以及单片机STC89C51来实现的。

文章详细介绍了该系统的总体设计方案以及模拟电路部分的硬件设计及调试方法。

关键词:温度测量系统;传感器;放大电路正文:1.原理与总体方案电路中,用AD590获取温度信号。

根据AD590的数据手册可以知道,在正常工作的情况下,AD590的电流变化1μA ,相当于环境温度变化1摄氏度,当环境温度为0摄氏度的时候,AD590产生273μA 的电流。

AD590经过10K 的电阻串联后,在电阻的两端产生(2.73+T )V 的电压,该电压经过由LM324构成的差分放大电路后,调整为0~5V 的电压,然后由ADS7841转换成数字信号,送给单片机STC89C51,进行数码显示。

设计的具体方案流程图如图 1.1.0所示:2.硬件设计:具体的电路图如图1.1.1所示,AD590工作在5V 的电源下,产生273~373μA (0~100摄氏度)的电流,经过R1的分压过后,转换为2.73~3.73V 的电压,经过一个由LM324构成的跟随器后,送至三运放放大电路的一端(设这个电压为U0)。

稳压管1N4728可以将5V 的电源稳压成为3.3V ,再经1K 的滑动变阻器R7分压后,产生2.73V 的电压(U1),送至三运放放大电路的另一输入端。

由三运放的放大关系可知:Uout=U0-U1=)1i 0i )(8321(U U R R R -++,其差模增益送ADS7841图1.1.0Kd 为:83211i 0i 10d R R R U U U U K ++=--=,因此,可以通过调节5K 的滑动变阻器R8的阻值,来调节放大倍数。

AD590 集成电路温度传感器

AD590 集成电路温度传感器

1引言集成温度传感器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一块芯片上,能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出,一般用于-55℃~±150℃之间的温度测量。

温敏晶体管在管子的集电极电流恒定时,其基极发射极电压与温度成线性关系,为克服温敏晶体管vb电压产生时的离散性,采用了特殊的差分电路。

集成温度传感器具有电压型和电流型两种,电流输出型集成温度传感器在一定的温度T时相当于一个恒流源。

因此,它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪音的干扰,具有很好的线性特性。

本实验采用国产的AD590,它只需要一种电源(4.5~24V)即可实现温度到电流的线性变换,然后在终端使用一只取样电阻,即可实现电流到电压的转换。

它使用方便,并且电流型比电压型的测量精度高。

2传感器的特性测量2.1实验内容测量AD590在电源电压稳定时,输出电流与温度的关系及不同温度下的伏安特性,采用图1所示电路。

实验中为了测量不同温度下的AD590的特性,必须将AD590用铝外壳保护且引线用绝缘材料封闭,置于恒温水浴中。

伏特表测量电阻两端的电压。

由于AD590近似于高精度电流源,所以要求伏特表有足够的测量精度,本实验采用了三位半数字电压表测量电压值。

对于电阻R,一方面要有足够的有效数字,另一方面其压降又要使伏特表的读数有足够的有效数字。

本实验采用了0.1级电阻箱。

数值为200.0,由I=V/R,即得AD590上的电流值。

以温度作为自变量,电流I为因变量,方程为:2.2数据处理表1为实验测得的一组数据,显示温度和电流的关系(R=200)。

用最小二乘法进行拟合,通过计算机程序,输入10组实验数据计算得出、和相关系数,程序如图2所示。

3 测温电路3.1实验内容设计一个用AD590精确测量0~100℃范围内温度的电路,为使伏特表的示数正好是摄氏温度的读数,取R1上的电压与R2上的分压差作为V的输入。

测温电路如图3所示。

图3中电阻值根据伏安特性测量时用最小二乘法拟合结果计算得出。

基于AD595芯片的恒温控制仪设计

基于AD595芯片的恒温控制仪设计

Co sa tTe p r t r n r l bl n tu e tBa e n AD5 5 n t n m e au e Co to a e I sr m n s d o 9
Z HAN L—u , H G a -n C EN F n , U We —h n , NG Jn, I iC O iY G ig i o Z EN Xiol , H eg HO nse g YA u LU L , A Y , AN J g i n
张丽果 , 小林 , 郑 陈 锋 , 文生 , 侯 杨
( 重庆 大学 , 重庆
军, 刘 利 , 曹
404 ) O 04
毅, 杨

摘 要 : 绍 了用 A 55 信 号调 理 ,I 1F 7 片 为控 制核 心 制 作 的 恒 温 仪 的设 计 。 仪 器 采 用 加 热 丝 升 温 , 电 偶 介 D9作 PC 6 87芯 热
维普资讯
20 正 07
仪 表 技 术 与 传 感 器
I s ma n T c niu a S n o nm et eh qe nd e sr
2 07 0r No. 8
第 8期
基 于 AD 9 5 5芯 片 的 恒 温 控 制 仪 设 计
( h nqn nvri , h nqn O4 ,C i ) C o g i U i sy C ogig4 O4 hn g e t 0 a
Ab ta t T efb ia o f e eau e c nr l l s u e tb s d o C 6 8 7 a d A 5 5 w si t d c d.C lfci r d s r c : h a r t n o mp r tr o t l e i t m n a e n H 1 F 7 D 9 a nr u e ci t oa b nr n o aea t n t a o e i frh a p h r c u l st e tm eau e s n o . w v r s o e ru ,t emo o pe i e p r tr e sr Ho e e ,wh n te m lu l en u n o u e h xen l o dt n l y h e h r o o p e b ig p tit s ,t e e tr a n io a c is wa s

AD590设计数字温度计的原理分析与改进

AD590设计数字温度计的原理分析与改进
的取舍误 差 。 比如说 现在环境 温度是 l. 0 2℃ ( 三位 有效数字 ) 而组装 的数 字温 度计 显 示 的可 能 就是 ,
1( 位有效数 字) 02 。 如何在 现有 的仪器 基础 上提 高组 装数 字温度 计的精 度 呢? 以达 到能 反 映环 境温 度 0 1℃ 变化 .
YI Z i o g ,I To g f TANG n -h , AN L QI Tinj n N h- n JA n —u , y Ho gz i W i, N a - a i
( . a t i a I s iu eo c n l g Fu h u 3 4 0 2 S u h s to e m i e st , h n d 1 5 0 1 E s Ch n n tt t fTe h o o y, z o 4 0 0; . o t we tPe r lu Un v r i c e g u 6 0 0 ) y
Ab ta t n t i a e ,o b nn h rn il fwe g n e fr n e a d t e c lua in f r u a o sr c :I h s p p r c m ii g t e p icp eo d e itre e c n h ac lto o m l f

测 量 电 源 电压 与 电 桥
AD 9 设计数字温度计 的原理分析与改进 50
测共 用一个 数字 毫 伏 表 , AD50的工 作 电压 范 围 9 较宽 , 5 2 V都 可 以, 从 ~ 0 实验前 电源 电压 可 以调
节 ( 验过程 中电压 一 般不 能调 节 ) 电压 大 小 可 实 , 以用毫 伏表来 测 量 , 以要 求 毫伏 表 量 程超 过 2 所 O
( 接第 4 上 6页 )

基于AD595芯片的恒温控制仪设计

基于AD595芯片的恒温控制仪设计

基于AD595芯片的恒温控制仪设计
张丽果;郑小林;陈锋;侯文生;杨军;刘利;曹毅;杨静
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2007(000)008
【摘要】介绍了用AD595作信号调理,PIC16F877芯片为控制核心制作的恒温仪的设计.仪器采用加热丝升温,热电偶为传感元件.在使用热电偶时,往往由于环境和现场条件等原因,冷端温度不能维持在0 ℃(To≠0),使热电偶输出的电势值产生误差.AD595芯片是针对上述问题设计的专用芯片,内部具有放大、冷端补偿、冰点基准、温差电偶故障报警等电路.在系统中做信号调理单元.软件主要是对信号检测处理后,给出控制信号,稳定仪器温度.
【总页数】2页(P16-17)
【作者】张丽果;郑小林;陈锋;侯文生;杨军;刘利;曹毅;杨静
【作者单位】重庆大学,重庆,400044;重庆大学,重庆,400044;重庆大学,重
庆,400044;重庆大学,重庆,400044;重庆大学,重庆,400044;重庆大学,重庆,400044;重庆大学,重庆,400044;重庆大学,重庆,400044
【正文语种】中文
【中图分类】TH811
【相关文献】
1.基于DSP芯片的高精度恒温控制系统设计 [J], 何园涛;李瑞君;冯建;范光照
2.基于热电偶放大器芯片AD595的小型测温系统 [J], 张睿;杨小玲;张金密;李翌;
李志扬
3.基于PIC16C73芯片的水温水位控制仪的设计 [J], 王公堂;李秀琴;黄世亮;王春兴;黄绍贤
4.基于MCS-51芯片的大棚恒温控制系统设计 [J], 李文才
5.基于AD595的多路测温系统设计 [J], 马丙辉;尚贤平
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焊接温度场温度检测系统设计【毕业作品】

焊接温度场温度检测系统设计【毕业作品】

BI YE SHE JI(20 届)焊接温度场温度检测系统设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月Ⅰ摘要在管道铺设、大型机件制造等生产中,焊接是一种必不可少的的技术手段,在工农业生产中占有重要地位。

焊接是一个不均匀加热和冷却的特殊的热处理过程,会在焊接热影响区产生不均匀的组织和性能,同时也会产生复杂的应力和应变。

而焊接过程的温度场决定了焊接应力场和应变场,是影响焊接质量和生产率的主要因素。

因此控制好焊接温度对焊接产品的质量具有十分重要的意义。

因此我们需要设计相应的焊接温度场温度测量系统。

本课题设计了以AT89C51为控制核心的温度采集、显示系统。

着重介绍了8路模拟信号选择芯片CD4051及热电偶模拟信号调理转换芯片MAX6675的原理,以及在本系统的重要应用。

本设计实现了对焊接温度场温度的检测和数字显示,并能实现阈值报警和与上位机进行通讯。

关键词:温度场温度,单片机,数字显示ⅠAbstractIn plumbing and mainframe parts manufacturing production, welding is an ess- -ential technical means, it occupies an important position in the industrial and agricultural production. Welding is a non-uniform heating and cooling of a special heat treatment process, causing uneven in the weld heat affected zone microstructure and properties, but also a complex stress and strain. The temperature field of the welding process determines the welding stress and strain fields,and its the main factors to affect the welding quality and productivity. Take good control of the welding temperature on the welding quality of the product is of great significance. Therefore, we need to design a special temperature measurement system of the welding temperature field.In this issue,I have made the design of the AT89C51 as the control core temperature acquisition and display system. This paper firstly introduces the 8-channel analog signal chip CD4051 and thermocouple analog signal conditioning chip MAX6675 conversion of principle, as well as important applications of this system. Also introduced a special driver chip HD7279 display part of the LED. And draw the various parts of the hardware schematics and overall hardware schematic. Finally, each chip driver of temperature acquisition procedures have been given.Key words: Temperature field, Temperature, 51 MCU, Digital displayⅢ目录摘要 (I)ABSTRACT (IV)目录 (Ⅳ)第一章引言 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2焊接温度场研究的近况 (1)1.2.1焊接温度场的基本理论 (1)1.2.2焊接温度场研究的情况 (1)1.2.3焊接温度场温度测量的现状与前景 (2)1.3本设计主要的目标和工作 (2)第二章方案设计 (3)2.1方案整体概述 (3)2.2传感器测量部分 (4)2.3主控制部分 (4)2.4数字显示部分 (5)2.5系统方案 (5)第三章系统硬件设计 (6)3.1温度传感器 (6)3.2信号调理及模数转换电路设计 (6)3.2.1 MAX6675芯片 (7)3.2.2 MAX6675与单片机的连接 (8)3.38路模拟信号选通电路 (10)3.4控制电路设计 (10)3.4.1 按键复位电路 (11)3.4.2 单片机时钟电路 (13)3.4.3 AT89C51单片机 (14)Ⅲ3.5显示电路设计 (15)Ⅲ3.5.1显示驱动芯片HD7279 (16)3.5.2 显示器件LED组 (17)3.5.3显示部分连接图 (18)3.6报警电路设计 (18)3.7电源电路设计 (18)3.8串口通讯电路设计 (19)3.8.1RS232接口 (20)3.8.2MAX232芯片 (21)3.8.3PC机与单片机的串行通讯连接 (22)3.9整体电路 (22)第四章软件设计 (23)4.1主程序设计 (23)4.2子程序设计 (24)4.2.1温度循环采集及键盘扫描和按键处理子程序设计 (27)4.2.2显示子程序设计 (28)4.2.3报警子程序设计 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢及声明 (32)附录A 主程序清单 (35)附录B 整体电路图 (36)Ⅳ第一章引言1.1 课题的背景和意义在管道铺设,大型机件制造等生产中,焊接是一种必不可少的的技术手段,在工农业生产中占有重要地位。

AD590温度传感器(自己论文)

AD590温度传感器(自己论文)

590AD 温度传感器摘要本文介绍了基于430MSP 单片机和590AD 温度传感器的一种温度采集系统,是利用169F 430MSP 单片机编程将传感器产生的模拟信号转变为数字信号,并在液晶显示器上显示出实时温度。

该系统中温度测量范围为C 10 -到C 50 。

测量精度达到小数点后一位。

在软件编程上,采用了C 语言进行编程,使用了显示模块程序、数据存取程序、A/D 转换程序等。

通过实验证明,本系统的测试结果与实际环境温度一致,对检测的温度进行实时显示。

关键词: 590AD 模拟温度传感器 D A 转换一、系统设计与实现1.基础部分1.1.系统硬件设计590AD 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。

它的主要特性是流过器件的电流(A μ)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数,即:K /1TI r A =μ 式中:r I —流过器件(AD590)的电流,单位为μA ;因为流过AD590的电流与热力学温度成正比,当电位器阻值1R 一定时,电压1V 随温度改变线性变化。

经运算放大器(跟随器)匹配放大,模拟电压进入单片机模拟信号采集端口。

经单片机模数转换模块处理,转换为数字信号。

将实时温度显示在液晶显示器上。

接口连接电路如图一所示,由于AD590的电流与热力学温度数值相等,则电压1V 与实时温度成正比,所以单片机采集的模拟电压与实时温度成正比。

经过单片机程序运算可以得出实时温度。

1.2.软件程序设计系统程序主要实现对采集来的模拟信号进行模数转换,并对数字信号进行液晶显示,所以程序有采集模拟信号、D A 转换和液晶显示三部分,程序设计流程图如下,1.3.数据分析计算590AD 产生的电流与绝对温度成正比,则单片机采集的电压值与温度成正比,169F 430MSP 单片机中的12ADC 模块转换结果的计算公式如下:-+---⨯=R R R IN ADC V V V V N 4095 其中,IN V 等于输入模拟电压,+R V 为参考电压的正电压,-R V 为参考电压的负电压(一般取0 V )。

一种基于单片机的ad590温度测量设计与实现

一种基于单片机的ad590温度测量设计与实现

一种基于单片机的ad590温度测量设计与实现作者:吴进来源:《软件工程师》2013年第02期摘要:本文介绍了基于AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。

由于该器件具有良好的线性特性和互换性,因此测量精度高,并具有消除电源波动的特性。

通过A/D转换芯片ADC0804完成A/D转换后由单片机读取,并以此数据为参考实现对室温的控制。

测试结果表明,工作稳定可靠。

关键词:温度传感器;AT89S51;AD590;ADC0804;温度测量1. 引言采用AT89S51单片机对温度进行控制,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温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。

单片机具有功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,单片机对温度的控制问题在日常生活中会经常遇到[1]。

1.1 温度控制系统方案结合本设计的要求和技术指标,通过对系统大致程序和工作速度的估计,考虑价格等因素。

选定AT89S51单片机作为系统的主要控制芯片,8位模数转换AD0804,采用AD509进行温度采集,温度设定范围为-10 ℃—45 ℃,通过温度采集系统,对温度进行采集并作A/D转换,再传输给单片机。

以空调机为执行器件,通过单片机程序完成对室内温度的控制。

1.2 主要任务和所做的工作本论文主要是完成一种低成本、低价格、功能齐全,集温度测量、温度显示、温度控制于一体的单片机温度控制系统的理论设计,包括硬件电路和主要的软件设计。

研究的关键问题是:室温的精确测量;温度采集器AD590温度控制电路设计;单片机与A/D转换电路、显示电路以及软件的设计。

2. 系统设计方案2.1 系统的主要要求(1)温度设定范围为-10 ℃—45 ℃,最小区分温度为1 ℃,标定为温差小于或等于1 ℃。

(2)用二位十进制数码显示当前温度。

(3)根据设定的温度实现加热或降温处理。

(4)设计控制系统电路单元。

基于AD590的温度测控电路及应用

基于AD590的温度测控电路及应用

2009年10月皖西学院学报Oct.,2009第25卷第5期Jo urnal o f West Anhui U niv er sityVo l.25 NO.5基于AD590的温度测控电路及应用汪明珠,毛德梅,李奇龙(皖西学院,安徽六安2370121)摘 要:介绍了基于AT 89C51系列单片机的温度测控电路,它可对外界温度进行测量、误差修正、判定传感器故障与高温报警,并具有键盘控制和警情通讯显示功能,可以通过键盘根据当前环境和温度的需要设定温度的上下限。

一旦测量温度超出设定温度范围,可以给出声光报警提示,单片机执行相应动作,对当前环境温度进行控制。

关键词:单片机;温度传感器;测温;温度差中图分类号:T P368.1 文献标识码:A 文章编号:1009-9735(2009)05-0075-03测量环境温度有多种方法,但由于温度传感器及放大电路受环境的影响,在不同的条件下会出现不同的测温偏差。

本文设计的温度测控电路,采用AT89C51系列单片机作为核心监控器对外界温度进行测量[1],通过键盘和显示器对需显示或检测的节点进行信息删取、变换检测次序,同时在主处理软件内部对温度数据进行修正,既可以降低对温度传感器和放大电路的要求,又可以针对不同外部环境或不同通道对温度显示及报警进行灵活设定和修改。

1 系统构成及性能指标1.1 系统硬件组成框图该系统主要功能为温度测量和控制,其主要组成有:温度采集单元、信号放大调制单元、A /D 转换单元、主控制器、键盘和显示单元以及温度控制单元,其基本组成框图如图1所示。

图1 系统硬件组成框图1.2 主要性能指标测温范围:-55 ~+150分辨率:0.04 检测误差: 0.12 硬件设计2.1 温度传感器AD590AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源[2](P102-106),一般用于精密温度测量电路,它采用金属壳3脚封装,其主要特性如下:(1)AD590的测温范围为-55 ~+150 。

基于AD590与51单片机的温度计系统设计

基于AD590与51单片机的温度计系统设计

一、设计思路:该数字温度计的设计要求为:1)三位数码管显示,2)温度显示范围:-10℃~100℃。

电路由温度传感器(AD590),电压-电流转换电路,AD 转换,CPU ,显示模块组成。

AD590属于电流输出型传感器,其输出的电流经电压-电流转换电路变为模拟电压信号,通过AD 转换变为数字量。

此数字量输入CPU ,CPU 直接控制显示。

显示模块由三个LED 数码管,总线驱动器和若干阻排组成。

硬件连接如下图:【AD590】AD590的主要特性:AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流传感器,是一种已经IC 化的温度感测器,它会将温度转换为电流。

其规格如下: a 、 度每增加1℃,它会增加1μA 输出电流 b 、 可测量范围-55℃至150℃ c 、 供电电压范围+4V 至+30V AD590的管脚图及元件符号如下图所示:AD590相当于一个温度控制的恒流源,输出电流大小只与温度有关,且与温度成正比。

只需一个精密电阻,就可以将电流(温度)信号转化为电压信号,总的灵敏度系数通过该电阻设定。

AD590的温度系数是1μA/K ,即温度每增加1K ,它会增加1μA 输出电流。

其输出电流是以绝对温度零度-273℃为基准,每增加1℃,它会增加1μA 输出电流,因此 -10℃到100℃时AD590输出电流为263μA 到373μA 。

ADC0809的输入电压为0-5V ,所以需要电流-电压转换电路。

电流-电压转换CPU 8051模数转换 AD0832显示模块 数码管温度传感器 AD590【电流-电压转换电路】电压-电流转换电路图中,AD590输出端输出电流,经过10K 的电阻,转换为电压值。

OP07为一射极跟随器,A=1,用于提高输入阻抗。

两个二极管用于隔离干扰。

电流-电压转换公式如下:AD590的灵敏度:1/A K μ经过10K 电阻后:1/1010/A K k mV K μ•Ω= 具体温度-电压值对应如下表摄氏温度/℃AD590电流/μA经10K Ω电压/V-10 263.2 2.632 0 273.2 2.732 10 283.2 2.832 20 293.2 2.932 30 303.2 3.032 40 313.2 3.132 50 323.2 3.232 60 333.2 3.332 100373.23.732【AD 转换电路】AD 转换电路采用模数转换器AD0832,ADC0832 为8位分辨率A/D 转换芯片,其最高分辨可达256级,芯片的模拟电压输入在0~5V 之间。

基于AD590的低功耗智能温度检测仪

基于AD590的低功耗智能温度检测仪

基于AD590的低功耗智能温度检测仪
朱成银;古钟壁
【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2003(010)006
【摘要】AD590是一款性能优良的集成温度传感器.本文介绍了用其设计的一套智能温度检测仪,可广泛用于蓄电池供电、远端检测及一些人不便进入的场所.【总页数】2页(P14-15)
【作者】朱成银;古钟壁
【作者单位】四川大学电子信息学院,成都,610064;四川大学电子信息学院,成都,610064
【正文语种】中文
【中图分类】TP21
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3.便携式低功耗温度检测仪设计 [J], 周晓;张春生;张希文;李英雪;王建顺
4.基于集成温度传感器AD590的数字温度计的设计 [J], 戴小红
5.基于AD590的温度智能控制系统的设计 [J], 马玲官;张荣福;张军
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北京邮电大学电子工程学院(100876) 张晓莹刘丽华摘要:介绍了基于单片机的移动式温度数据采集仪的硬件设计,串行红外接口的应用及用可视化编程工具VB6.0实现的WINDOWS界面的数据接收、处理软件。

关键词 热电耦温度测量数据采集红外串口通信在电子工业中,随着整机集成度的提高和元器件的微型化、复杂化,在印制板上焊接元件时对各种焊接设备 波峰焊、回流焊、SMT等 内的温度工艺要求越来越高。

这就需要一种可移动的温度数据采集仪器,能随传送带进入焊炉内,测量记录下不同焊点 印制板上的焊盘孔、过孔等 在焊炉内不同位置时的温度参数,并能将测量数据方便地传送给电脑,进行数据曲线的显示、分析和打印,以便制定和执行合适的工艺流程。

无线通信可以去除设备对线缆和连接器的依赖。

IrDA红外通信是一种低价且适应性广的短距离无线通信技术,只要通信双方都支持IrDA 协议,就能很快建立通信链路,实现数据交换。

近来红外通信在电子设备中得到了广泛的应用。

为此,研制了带有红外接口的移动式温度数据采集仪。

该仪器由可充电电池供电,以1Hz的采集率同时对≤8的温度测量点采集600s的数据。

温度测量范围为0℃~300℃,测量精度为满量程的1%。

测量数据存于E2PROM中,可掉电保存,直到下次采集将数据更新。

通过串行红外接口,仪器可将存储的测量数据方便地传送给电脑。

用可视化编程工具Visual Basic6.0制作了Windows界面的数据接收和处理软件,既方便硬件间的连接又便于测量数据的输出与分析。

1 采集仪的硬件原理仪器的硬件设计贯彻了确保性能、缩小外形(特别是高度要求苛刻)、便于移动、降低功耗和机内隔热的原则。

硬件框图如图1所示。

图1中数据存储单元是具有I2C串行接口的E2PROM,用于保存测量数据。

红外接口电路采用Vishay公司的TFDS4500串行红外收发模块及其控制器TOIM3232。

1.1 信号调理及AD595芯片的应用八个通道的K分度号热电偶将温度信号转换成mV级电压信号输入给采集仪。

信号调理电路包括多路切换电路和热偶信号调理专用电路AD595。

在实际的热电偶测温中,必须进行冷端补偿、调零、电压放大和线性化等比较繁琐的工作,否则会造成很大的误差。

AD595是AD公司针对上述问题设计的专用芯片,内部具有放大、冷端补偿、冰点基准、温差电偶故障报警等电路。

被测温度与AD595输出电压的关系是10mV/℃,芯片在+5V~+30V范围内都可正常工作。

随所测温度量程增大,电源电压应相应提高。

图2 是模拟开关电路CD4051与AD595组成的信号调理电路。

需注意的是,AD595的第1脚要求接热电偶正极且接地,模拟开关切换的是各热电偶的负极。

图2中电位器W用于微调冷端补偿电压。

AD595的7脚是负电源端,由于不测0℃以下的温度,不用负压供电,所以7脚可接地。

AD595的12、13脚是热偶故障报警电路的输出端,13脚接地后,集电极开路的12脚接上拉电阻。

热偶正常时输出高电平,断偶故障时输出低电平。

将这个逻辑电平引入单片机,用于对14脚热偶电压的正确判断。

1.2 模数转换及MAX144电路的应用模数转换电路是以单片机为核心的数据采集系统的关键环节,这里采用美信公司12bit串行输出的A/D器件MAX144。

它具有两个输入通道,通道CH1用于转换来自信号调理电路的温度测量信号;另一通道CH0用来转换仪器内的电池电压信号(电池电压的高低,在电脑显示数据曲线的同时告知用户)。

MAX144是8脚μMAX封装,非常适合于微小型手持仪器,其引脚功能及周边接线如图3所示。

MAX144的引脚5是基准电压引入端,用4.096V的AD292作为外接基准源,模拟输入信号1mV对应于数字输出1个字,相当于温度0.1℃的分辨率。

MAX144的串行输出是SPI/QSP兼容接口。

CS、SCLK、DOUT分别接单片机的三条I/O口线,其读入A/D转换结果的子程序框图如图4所示。

转换结果的第13位用来判别读入的是哪个A/D通道。

每个测量值两个字节,按顺序存入E2PROM中。

1.3 串行红外输出及TFDS4500,TOIM3232的应用红外输出主要由Vishay公司的串行红外收发模块TFDS4500完成。

此模块为低功耗、侧式封装,符合IrDA1.2串行红外传输标准,其最高的红外传输速度为115.2Kbit/s。

引脚SC控制收发模块的灵敏度。

SC为高电平时,模块的灵敏度提高,可以感测到非常微弱的红外信号,这样可以扩大传输距离,但其抗干扰能力被降低;当SC为低电平时,模块的灵敏度降低,但其抗干扰能力有所提高。

在本设计中,传输距离不太远,故将SC接地。

引脚Vcc-SD为电源/关闭引脚。

当该脚为低电平时,红外传输模块关闭,达到低功耗目的。

根据IrDA红外传输标准,串行红外传输采用特定的脉冲编码标准,该标准与RS232串行传输标准不同。

这里采用TOIM3232传输控制器,以进行RS232编码和IrDA编码之间的转换。

在输出模式下,TOIM3232可把RS232信号转换成符合IrDA标准的信号以驱动红外发射器;在接收模式下,它可将IrDA输入信号转换成符合RS232标准的信号。

该控制器可通过RS232口进行编程,以控制输出脉冲宽度和波特率,其输出脉冲宽度可程控为1.627μs或3/16位长。

因3/16位长功耗大 在本设计中使用前者。

图5为红外通信主要信号接线图。

1.4 整机微功耗设计由于采集仪是电池供电,对功耗的要求比较高,主要采取了以下措施:(1)尽量使用微功耗器件;(2)通过模拟开关CD4051的热偶信号是负电压,按一般要求其第7引脚VEE需接负电源。

但实验证明,CD4051在VEE接地的情况下仍可通过-0.1V~+Vcc的信号。

这样可省去负电源变换器,既缩小了体积又降低了功耗;(3)单片机的CPU在不工作时处于休眠状态,MAX144不转换时自动关断;(4)不传输数据时,红外传输模块关闭。

最大限度地降低功耗。

2 采集仪数据传送和处理的可视化编程采集仪采集完数据后,需将数据传送到主机,以便进行数据曲线的分析、显示和打印。

Visual Basic 6.0是一个强大的Windows平台上的软件开发工具。

其可视化的编程方法以及向导的功能,使开发人员几乎不用加入太多的代码就可以开发出标准的Windows风格的应用程序。

用它编制的采集仪的数据接收和处理软件,界面友好,操作简便。

2.1 串口数据接收采集仪中的单片机将采集到的温度数据从E2PROM里取出,以2400bytes/s的波特率向电脑发送。

VB6.0通过MSComm 控件为应用程序实现串行端口的通讯。

串口数据接收程序主要分以下几步:(1)MSComm控件主要属性的设置(初始化)主要包括设置通讯端口、波特率、数据位、停止位、接收缓冲区的最大字节数等。

(2)产生OnComm事件的处理过程(中断处理)主要包括设置进度条显示方式、进度条滚动框值清零、读回并删除接收缓冲区中的数据流等。

(3)对接收的数据进行预处理对串口接收的数据进行双字节拼装,每个采集数据两个字节,除以10体现温度0.1℃的分辨率。

2.2 数据的显示、保存与打印VB6.0中最有用的ActiveX控件之一是RichTextBox控件。

它允许向应用程序添加高级字处理特性,并可用一种称之为RTF的特殊编码标准格式化文本。

与HTML(超文本标记语言)相似,RTF把特殊格式化代码添加到文本中,以便传达字体信息、字体大小、类型风格、段落风格和其他一般格式选项。

把格式选项的信息和各通道的测量数据处理到一个变体型变量Datatxt中,完成数据的显示。

为便于将来查阅测量结果,还需保存数据文件。

保存和打开文件的操作用常用对话控件CommandDialog来实现。

打印RichTextbox中的内容非常简单,只要使用SelPrint方法并指定想要使用的打印机的内部地址或设备句柄即可。

在此程序中,用Printer对象和该对象的hDC属性实现打印。

2.3 曲线的显示与打印在屏幕上显示各通道被测温度随时间变化的曲线是必须的。

VB6.0的MSChart控件给数据图表的显示提供了极大的方便。

MSChart控件可显示的图表类型有三维和二维的条形图、面积图、阶梯图、饼图、折线图等。

设置ChartType 属性为VtCHChartType2dLine(2维折线图),设置ColumnCout属性(与图表关联的当前数据网格中的列数)为8(测量最大通道数),然后将数据赋于控件的行和列(某测量时刻的数据对应于某行,通道号对应于列)。

MSChart控件所形成的曲线不能直接打印,可通过剪贴板转换成BMP位图,然后用Printer方法打印。

参考文献1 Monolithic Thermocouple Amplifiers with Cold Junction Compensation AD594/AD595 Datasheet.Analog Devices Inc 19992 MAX144/MAX145 Datasheet.MAXIM Inc 19983 李玉东.Visual Basic 6.0 中文版控件大全.北京:电子工业出版社 20004 曹长江.串行红外收发模块及控制器在红外抄表系统中的应用.电子技术应用,2000;26(9):69~72(收稿日期:2001-05-30)。

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