温度控制与监测系统
温度控制系统设计

温度控制系统设计概述温度控制系统是一种广泛应用于工业生产、实验室环境以及家庭生活中的系统。
它通过感知环境温度并根据设定的温度范围来控制加热或制冷设备,以维持特定温度水平。
本文将介绍温度控制系统的设计原理、硬件组成和软件实现。
设计原理温度控制系统的设计基于负反馈原理,即通过对环境温度进行实时监测,并将监测结果与目标温度进行比较,从而确定加热或制冷设备的控制量。
当环境温度偏离目标温度时,控制系统会调节加热或制冷设备的工作状态,使环境温度逐渐趋向目标温度。
硬件组成1. 传感器传感器是温度控制系统的核心组成部分,用于感知环境温度。
常见的温度传感器包括热敏电阻(Thermistor)、温度传感器芯片(Temperature Sensor Chip)和红外温度传感器(Infrared Temperature Sensor)等。
传感器将环境温度转换为电信号,并输出给微控制器进行处理。
微控制器是温度控制系统的中央处理单元,用于接收传感器输入的温度信号,并进行数据处理和控制逻辑的执行。
常见的微控制器包括Arduino、Raspberry Pi 和STM32等。
微控制器可以通过GPIO(General Purpose Input/Output)口实现与其他硬件模块的连接。
3. 控制器控制器是温度控制系统的核心部件,用于根据目标温度和实际温度之间的差异来调节加热或制冷设备的运行状态。
常见的控制器包括PID控制器(Proportional-Integral-Derivative Controller)和模糊控制器(Fuzzy Controller)等。
控制器通过电压或电流输出信号,控制加热或制冷设备的开关状态。
4. 加热或制冷设备加热或制冷设备是温度控制系统的输出组件,用于增加或降低环境温度。
根据具体应用需求,常见的加热设备包括电炉、电热丝和电热器等;常见的制冷设备包括压缩机和热泵等。
软件实现温度控制系统的软件实现主要涉及以下几个方面:1. 温度采集软件需要通过与传感器的接口读取环境温度值。
温度监测系统实验报告
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一、实验目的1. 熟悉温度监测系统的基本组成和原理。
2. 掌握温度传感器的应用和数据处理方法。
3. 学会搭建简单的温度监测系统,并验证其功能。
二、实验原理温度监测系统主要由温度传感器、数据采集器、控制器、显示屏和报警装置等组成。
温度传感器将温度信号转换为电信号,数据采集器对电信号进行采集和处理,控制器根据设定的温度范围进行控制,显示屏显示温度信息,报警装置在温度超出设定范围时发出警报。
本实验采用DS18B20数字温度传感器,该传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等特点。
数据采集器采用单片机(如STC89C52)作为核心控制器,通过并行接口读取温度传感器输出的数字信号,并进行相应的处理。
三、实验器材1. DS18B20数字温度传感器2. STC89C52单片机3. LCD显示屏4. 电阻、电容等电子元件5. 电源模块6. 连接线四、实验步骤1. 搭建温度监测系统电路,包括温度传感器、单片机、显示屏、报警装置等。
2. 编写程序,实现以下功能:(1)初始化单片机系统;(2)读取温度传感器数据;(3)将温度数据转换为摄氏度;(4)显示温度数据;(5)判断温度是否超出设定范围,若超出则触发报警。
3. 连接电源,启动系统,观察温度数据变化和报警情况。
五、实验结果与分析1. 系统搭建成功,能够稳定运行,实时显示温度数据。
2. 温度数据转换准确,显示清晰。
3. 当温度超出设定范围时,系统能够及时触发报警。
六、实验总结1. 本实验成功地搭建了一个简单的温度监测系统,实现了温度数据的采集、处理和显示。
2. 通过实验,加深了对温度传感器、单片机、显示屏等电子元件的理解和应用。
3. 实验过程中,学会了如何编写程序,实现温度数据的处理和显示。
七、实验建议1. 在实验过程中,注意电路连接的准确性,避免因连接错误导致实验失败。
2. 在编写程序时,注意代码的简洁性和可读性,便于后续修改和维护。
3. 可以尝试将温度监测系统与其他功能结合,如数据存储、远程传输等,提高系统的实用性和功能。
物联网中基于传感器网络的温度监测与控制系统设计
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物联网中基于传感器网络的温度监测与控制系统设计随着物联网技术的快速发展,物联网中的传感器网络在各个领域都得到了广泛的应用。
其中,基于传感器网络的温度监测与控制系统设计是一个非常重要的应用之一。
本文将从传感器网络和温度监测与控制系统设计两个方面进行详细讨论。
一、传感器网络的基本原理1. 传感器网络概述:传感器网络由大量分布式的传感器节点组成,每个节点都具有通信和感知功能。
这些节点可以通过互联网或无线网络互相通信,实现数据的采集、传输和处理。
传感器网络能够自动感知环境中的各种物理量,如温度、湿度、压力等。
2. 温度传感器节点:温度传感器是物联网中常用的一种传感器。
它能够感知环境中的温度变化,并将采集到的数据发送到网络中。
温度传感器节点通常由温度传感器、微处理器、无线通信芯片等组成。
传感器通过测量温度的物理量来获取温度数据,然后将数据发送给节点的处理器进行处理。
3. 传感器网络通信:传感器网络中的节点通过无线通信技术进行数据传输。
常见的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
节点之间的通信可以采用单跳或多跳的方式,以实现数据的传输。
传感器网络中的节点通常采用无线感知与处理的方式,实现网络中节点之间的数据交换与处理。
二、温度监测与控制系统设计1. 系统架构设计:温度监测与控制系统的设计需要考虑传感器节点的部署、数据传输和数据处理等方面。
首先,根据监测需求和应用场景确定传感器节点的布置位置。
然后,在传感器节点之间建立无线通信网络,以实现数据的传输与处理。
最后,通过中央控制台对传感器网络进行管理和控制。
2. 数据采集与传输:温度传感器节点负责进行温度数据的采集和传输。
传感器节点根据设定的采样频率和阈值,定时采集温度数据。
采集到的数据通过无线通信技术传输到中央控制台或云服务器上。
传输过程中需要考虑数据的安全性和稳定性,可以采用加密和冗余机制来保证数据传输的可靠性。
3. 数据处理与分析:中央控制台或云服务器负责对传感器节点采集到的数据进行处理和分析。
智能温湿度监测与控制系统设计与实现
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智能温湿度监测与控制系统设计与实现近年来,人们对于室内空气质量的关注度越来越高。
不仅是因为随着现代生活的快节奏,大部分时间都在室内,健康的室内环境对人们的身体健康非常重要,而且也因为人们越来越意识到,空气污染不只在室外,也存在于室内。
为了解决室内环境的问题,智能温湿度监测与控制系统得以应运而生。
该系统主要包括传感器、控制器和执行器三个部分。
传感器采集室内温湿度等参数,将数据传递给控制器,控制器通过分析数据,自动启动或停止执行器,以达到调节室内环境的效果。
在本文中,我们将探讨智能温湿度监测与控制系统的设计与实现,具体包括系统结构、传感器的选择、控制器的程序设计和执行器的选择等方面。
1. 系统结构智能温湿度监测与控制系统主要包括以下部分:1.1 传感器常见的温湿度传感器有电阻式、电容式和半导体式传感器。
其中,半导体式传感器是最为常见的,因为它精度高、响应速度快、价格便宜。
此外,还可以考虑使用一些辅助传感器,如二氧化碳传感器、PM2.5传感器等,以对室内环境进行更全面的监测。
1.2 控制器控制器是智能温湿度监测与控制系统的核心部分,其作用是根据传感器采集到的数据,控制执行器的启停。
可以使用单片机、微处理器、PLC等现有的控制器来完成这个任务。
1.3 执行器算,可以选择不同品牌和型号的空调或新风系统。
2. 传感器的选择如上所述,半导体式传感器是一种比较常用的温湿度传感器。
其原理是,当传感器表面的薄膜吸收水分,会改变薄膜材料的电阻,从而反映出相对湿度的变化。
另外,需要注意的是,传感器要具有一定的线性和温度补偿能力,以保证数据的准确性。
3. 控制器的程序设计控制器的程序设计需要考虑的因素也比较多。
一般而言,控制程序的设计应该具备以下特点:3.1 安全性室内环境对人类的健康有着直接的影响,控制程序在运行过程中需要考虑到人体的安全。
例如,在设定温湿度范围时,应该避免出现极端的设定值,以保证人员的舒适度和安全性。
冷库监测与调控系统的设计与实现
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冷库监测与调控系统的设计与实现冷库监测与调控系统是一种用于监测和控制冷库环境的系统,可以实时监测冷库内的温度、湿度和其他环境参数,并通过自动控制设备来调整和维持冷库的温度和湿度。
本文将介绍冷库监测与调控系统的设计原理、硬件和软件实现,以及应用案例。
首先,冷库监测与调控系统的设计原理包括传感器采集、数据传输与处理、控制算法和执行器控制等几个方面。
传感器采集是系统的基础,通过安装温度传感器、湿度传感器等多种传感器,可以实时监测冷库内的环境参数。
数据传输与处理则是将传感器采集到的数据传输给控制中心,并对数据进行处理和分析。
控制算法是根据冷库的需求和环境参数,通过控制中心制定合理的控制策略,并通过执行器控制来调整冷库的温度和湿度。
其次,冷库监测与调控系统的硬件实现需要选用合适的传感器、控制器和执行器等设备。
温度传感器可以选择数字温度传感器或模拟温度传感器,通过采集冷库内的温度数据来判断当前的温度是否符合要求。
湿度传感器可以选择电容式湿度传感器或阻抗式湿度传感器,通过采集冷库内的湿度数据来判断当前的湿度是否符合要求。
控制器可以选择基于单片机或者微处理器的控制器,通过编程实现控制算法。
执行器可以选择电动风机、制冷机组等设备,用于根据控制算法来调整冷库的温度和湿度。
然后,冷库监测与调控系统的软件实现需要开发合适的监测与调控软件。
监测软件可以实时接收传感器采集到的数据,并通过图形界面显示冷库的温度和湿度曲线,以及报警信息。
调控软件可以基于控制算法来制定合理的控制策略,并通过控制器和执行器实现自动调节和控制。
此外,软件还需要具备远程监测和控制的功能,方便用户在任何地方对冷库进行监测和调控。
最后,我们将介绍一个应用案例,展示冷库监测与调控系统的设计与实现。
某大型食品仓库的冷库内需要维持恒定的温度和湿度,以保证食品的质量和保存期限。
他们采用了冷库监测与调控系统,通过安装温度传感器、湿度传感器等设备进行监测。
监测软件可以实时显示冷库的温度和湿度曲线,并及时报警。
高压低压配电柜的温度监测与控制方法
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高压低压配电柜的温度监测与控制方法在现代工业生产中,高压低压配电柜扮演着至关重要的角色。
为了确保电气设备的安全运行,温度监测与控制是必不可少的。
本文将介绍高压低压配电柜的温度监测与控制方法,以保障设备的正常运行。
一、温度监测方法为了有效监测高压低压配电柜的温度变化,以下是几种常用的温度监测方法。
1. 热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器是一种常见的温度监测设备。
它根据电阻在不同温度下的变化来测量温度。
将热敏电阻传感器安装在配电柜内部关键位置,通过与控制系统连接,即可实时监测温度数据。
如果温度超过设定的安全范围,控制系统将发出警报或自动采取措施,保护电气设备的安全。
2. 红外线测温仪红外线测温仪通过测量物体表面的红外辐射来获取温度数据。
它可以非接触地测量高压低压配电柜内各个部位的温度。
搭配控制系统,可以实时监测配电柜内部温度的变化,并采取相应措施。
3. 温湿度传感器温湿度传感器可以同时监测高压低压配电柜的温度和湿度。
它能够在环境温度或湿度达到危险值时发出警报,避免电气设备损坏。
二、温度控制方法温度控制是为了使高压低压配电柜内部保持在一个安全范围内,以下是几种常用的温度控制方法。
1. 风扇散热在高压低压配电柜内部设置风扇是常见的温度控制方法。
通过风扇的运转,可以加速空气流动,散热效果更好,保持配电柜内的温度稳定。
2. 控制开关的通风口在高压低压配电柜的设计中,设置通风口也是一种有效的温度控制方法。
通风口可以促进空气流动,散热更加均匀,保持设备的正常温度。
3. 温度控制系统温度控制系统是自动控制高压低压配电柜温度的最常用方法之一。
通过设定温度阈值和相应的控制策略,控制系统可以及时地调节风扇、通风口等设备,保持配电柜的温度在合适的范围内。
总结:高压低压配电柜的温度监测与控制方法多种多样,可以根据实际情况选择合适的方式。
温度监测方法可以使用热敏电阻温度传感器、红外线测温仪和温湿度传感器等设备,实时获取温度数据。
热处理中的温度控制与监测技术
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热处理中的温度控制与监测技术在金属加工和制造中,热处理是一项常见的工艺。
热处理可以改变材料的内部结构和性能,以达到预期的目标。
然而,热处理过程中的温度控制和监测技术对于确保产品质量和工艺的稳定性至关重要。
本文将介绍一些常见的热处理温度控制与监测技术。
一、温度控制技术1. 炉温控制系统炉温控制系统是热处理过程中最常用的温度控制技术之一。
它利用温度传感器测量炉内温度,并通过控制器对炉内加热或冷却装置进行调节,以维持设定的目标温度。
常见的炉温控制系统包括PID控制器和先进的自适应控制系统。
2. 辅助技术除了炉温控制系统外,还有一些辅助技术可用于提高温度控制的精度和稳定性。
例如,使用辅助加热装置可以在特定区域提供额外的加热,以实现更精确的温度控制。
另外,使用气氛控制技术可以调节炉内的气氛成分和压力,以进一步优化热处理效果。
二、温度监测技术1. 热电偶热电偶是一种常用的温度监测技术。
它通过测量金属与热电偶之间的温差来计算温度。
热电偶具有快速、灵敏和可靠的特点,适用于各种热处理过程。
常见的热电偶类型包括K型、J型和T型热电偶。
2. 红外测温红外测温技术是一种非接触式的温度监测技术,通过检测目标物体发出的红外辐射来测量其温度。
这种技术适用于对温度快速变化的情况监测,如热处理过程中的炉内温度分布。
利用红外测温技术,可以实时监测热处理过程中的温度变化,及时调整炉内温度分布,确保产品质量。
3. 光纤测温光纤测温技术是一种基于光纤传输的温度监测技术。
通过将光纤安装在热处理设备中,利用光的传输特性测量温度。
光纤测温技术具有高精度、抗干扰能力强以及适用于复杂环境等优点。
它可以监测热处理过程中的局部温度变化,并及时发出警报,以保障产品质量。
总结:热处理过程中的温度控制与监测技术对于产品质量和工艺的稳定性至关重要。
炉温控制系统以及辅助技术可以提供精确、稳定的温度控制。
热电偶、红外测温和光纤测温技术则可用于实时监测热处理过程中的温度变化。
温度监控系统的作用与应用范围
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温度监控系统的作用与应用范围随着科技的不断发展,温度监控系统在各个领域得到了广泛的应用。
温度监控系统是一种能够实时监测和记录温度变化的设备,它可以帮助我们及时发现温度异常,保障生产和生活的安全。
本文将介绍温度监控系统的作用以及其在不同领域的应用范围。
一、温度监控系统的作用1. 提供实时监测和报警功能:温度监控系统可以实时监测环境温度的变化,并在温度超过设定阈值时发出警报。
这样可以及时采取措施,避免因温度异常而导致的事故或损失。
2. 数据记录和分析:温度监控系统可以记录温度数据,并生成相应的报表和图表,帮助人们更好地了解温度变化的趋势和规律。
通过对数据的分析,可以及时发现问题,优化生产和管理流程。
3. 远程监控和控制:温度监控系统可以通过网络实现远程监控和控制。
无论身在何处,只要有网络连接,就可以随时随地监控温度变化,并进行相应的调整和控制。
二、温度监控系统的应用范围1. 工业生产:温度监控系统在工业生产中起到了至关重要的作用。
例如,在化工厂、电力厂和冶金厂等场所,温度监控系统可以监测设备和工艺的温度,及时发现异常情况,保障生产的安全和稳定。
2. 医疗卫生:温度监控系统在医疗卫生领域也有广泛的应用。
例如,在医院的药品储存和输血过程中,温度监控系统可以监测温度,确保药品和血液的质量和安全。
3. 食品行业:温度监控系统在食品行业中起到了重要的作用。
例如,在食品加工和储存过程中,温度监控系统可以监测食品的温度,确保食品的质量和安全。
4. 仓储物流:温度监控系统在仓储物流领域也有广泛的应用。
例如,在冷链物流中,温度监控系统可以监测货物的温度,确保货物在运输过程中的质量和安全。
5. 环境保护:温度监控系统在环境保护领域也有重要的应用。
例如,在气候变化研究和自然保护区管理中,温度监控系统可以监测环境的温度变化,为科学研究和保护工作提供数据支持。
总结起来,温度监控系统在各个领域都有重要的作用和广泛的应用范围。
它可以帮助我们及时发现温度异常,保障生产和生活的安全。
基于嵌入式系统的温湿度自动监测与控制系统设计
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基于嵌入式系统的温湿度自动监测与控制系统设计摘要随着科技的不断发展和智能家居的兴起,温湿度自动监测与控制系统逐渐成为人们生活中的一部分。
本文介绍了一种基于嵌入式系统的温湿度自动监测与控制系统的设计。
该系统由传感器模块、嵌入式主控模块和执行模块组成,能够实现对温度、湿度的实时监测以及对室内环境的自动调节。
同时,该系统还具有实时远程监控、数据存储和分析等功能。
通过实验验证,该系统具有较高的稳定性和实用性,能够有效提高人们的生活质量。
关键词:嵌入式系统;温湿度自动监测与控制;传感器;远程监控;数据存储与分析AbstractWith the continuous development of technology and the rise of smart homes, automatic temperature and humidity monitoring and control systems have gradually become a part of people's lives. This paper introduces a design of automatic temperature and humidity monitoring and control system based on embedded system. The system is composed of sensor module, embedded main control module and execution module, which can realize real-time monitoring of temperature and humidity, and automatic adjustment of indoor environment. At the same time, the system also has functions such as real-time remote monitoring, data storage and analysis. Through experiments, the system has high stability and practicality, which can effectively improve people's quality of life.Keywords: embedded system; automatic temperature and humidity monitoring and control; sensor; remote monitoring; data storage and analysis第一章绪论1.1 研究背景和意义近年来,随着科技的发展和社会的进步,人们对于生活质量的要求越来越高。
温度控制系统

温度控制系统
简介
温度控制系统是一种用于控制环境温度的智能设备。
它可以自动监测和调整室
内或室外的温度,以保持恒定的温度水平。
温度控制系统可以提高生活质量,提供舒适的生活环境。
工作原理
温度控制系统通过传感器检测环境温度,并根据设定的温度范围进行调节。
当
环境温度高于设定值时,系统会自动启动制冷设备降低温度;反之,当环境温度低于设定值时,系统会启动加热设备升高温度。
控制系统通过控制风扇、暖气、空调等设备来实现温度调节。
应用领域
温度控制系统广泛应用于家庭、办公室、工业等领域。
在家庭中,温度控制系
统可以保持室内的舒适温度,提高生活质量;在办公室和工业场所,温度控制系统可以提高工作效率,保障生产质量。
优势
1.节能环保:温度控制系统可以根据实际需要自动调节温度,节省能源,
降低能耗,减少对环境的影响。
2.提高舒适度:温度控制系统可以及时调节环境温度,提供舒适的生活
和工作环境。
3.自动化管理:温度控制系统可以自动监测和调节温度,减少人工干预,
提高工作效率。
发展趋势
随着科技的进步和人们对生活品质的追求,温度控制系统将会越来越智能化和
便捷化。
未来,温度控制系统可能会与其他智能设备进行联接,实现更加智能化的智能家居系统,为人们提供更加舒适便捷的生活体验。
结语
温度控制系统是一种重要的环境控制设备,可以提高生活质量,提供舒适的生
活环境。
随着科技的发展,温度控制系统将不断进步和完善,为人们的生活带来更多便利和舒适。
电力变压器的温度监测与控制

电力变压器的温度监测与控制电力变压器是电力系统中不可或缺的设备,用于变换电压,保证电能的安全传输和分配。
然而,由于电流和电压的变化,变压器在工作过程中会产生大量的热量,这对变压器的正常运行和寿命造成了威胁。
因此,温度监测与控制是变压器运行管理中至关重要的一环。
1. 温度监测的重要性电力变压器内部的温度直接关系到其稳定运行和安全性能。
如果温度过高,则会导致变压器绝缘材料老化、损坏,甚至引发火灾等严重事故。
因此,及时、准确地监测变压器的温度是预防事故发生的重要手段。
2. 温度监测方法目前常见的电力变压器温度监测方法主要包括以下几种:2.1 精确温度计精确温度计是一种传感器,可直接测量变压器的温度。
这种温度监测方法准确可靠,但需要在变压器的关键位置安装温度计,且对于大型和多路变压器,布置较为繁琐。
除此之外,传感器本身的成本也较高。
2.2 热敏电阻热敏电阻是一种便捷、经济的温度监测装置,通过测量电阻的变化来推算温度的升高。
该装置可以安装在变压器的关键位置,可广泛应用于各类变压器。
2.3 红外热像仪红外热像仪是一种非接触式的温度监测装置,可以快速、准确地获取变压器表面的温度分布。
该装置可以通过红外传感器将热辐射转化为温度信息,并以图像形式呈现出来,方便操作人员进行检测和分析。
3. 温度控制策略除了监测温度,合理的温度控制策略也是确保变压器安全运行的关键。
以下是几种常用的温度控制策略:3.1 风扇冷却通过启动变压器内部的通风系统或外部风扇,将冷却空气引入变压器内部,提高散热效果。
3.2 油温控制变压器通常采用冷却油来散热,因此控制冷却油的温度是一种常用的温度控制手段。
3.3 温度报警与保护装置当变压器温度超过设定阈值时,报警与保护装置会发出警报或采取措施,保证变压器不会因过热而损坏。
4. 温度监测与控制系统为了实现对电力变压器温度的准确监测与控制,可以采用温度监测与控制系统。
该系统结合传感器、数据采集设备以及温度控制装置,能够提供全面的温度监测、控制和数据分析功能。
基于PLC温度检测与控制系统的设计

目录前言 (1)1 PLC和组态软件基础 (1)1。
1 可编程控制器基础 (1)1.1。
1 可编程控制器的产生和应用 (2)1。
1。
2 可编程控制器的组成和工作原理 (2)1。
1。
3 可编程控制器的分类及特点 (4)1。
2 组态软件的基础 (4)1。
2.1 组态的定义 (4)1。
2.2 组态王软件的特点 (5)1。
2.3 组态王软件仿真的基本方法 (5)2 PLC控制系统的硬件设计 (5)2.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (6)2.1。
1 PLC控制系统设计的基本原则 (6)2。
1。
2 PLC控制系统设计的一般步骤 (6)2。
1。
3 PLC程序设计的一般步骤 (7)2.2 PLC的选型和硬件配置 (8)2。
2.1 PLC型号的选择 (8)2。
2。
2 S7-200 CPU的选择 (9)2。
2.3 EM235 模拟量输入/输出模块 (9)2。
2。
4 热电式传感器 (9)2.2.5 可控硅加热装置简介 (10)2。
3 系统整体设计方案和电气连接图 (10)2.4 PLC控制器的设计 (10)2。
4。
1控制系统数学模型的建立 (11)2。
4.2 PID控制及参数整定 (11)3 PLC控制系统的软件设计 (14)3.1 PLC程序设计的方法 (14)3。
2 编程软件STEP7-—Micro/WIN 概述 (14)3。
2。
1 STEP7-—Micro/WIN 简单介绍 (15)3。
2。
2 计算机与PLC的通信 (15)3。
3 程序设计 (15)3。
3.1 程序设计思路 (15)3.3.2 PID指令向导 (16)3.3.3 控制程序及分析 (17)4 组态画面的设计 (18)4。
1 组态变量的建立及设备连接 (18)4.1。
1 新建项目 (18)4。
2 创建组态画面 (19)4.2.1 新建主画面 (19)4。
2。
2 新建PID参数设定窗口 (19)4。
2.3 新建数据表库 (19)4。
2。
4 新建实时曲线 (19)4。
温度采集与控制系统设计毕业论文.doc

第一章绪论本章介绍了温度采集与控制系统设计的背景与意义,通过本章,可以了解温度传感器和单片机的发展状况以及相关技术的发展状况。
1.1 课题背景与意义温度控制无论是在工业生产过程中,还是在日常生活中都起着非常重要的作用,而在当今,我国农村锅炉取暖,农业大棚等多数都没有实时的温度监测和控制系统,还有部分厂矿,企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪,无法实现温度数据的实时监测与控制。
随着社会经济的高速发展,越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求,传统的温度控制器的控制精度普遍不高,不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。
人们对于温度监测技术的要求日益提高,促进了温度传感器技术的不断发展进步。
温度传感器主要经历了三个发展阶段:模拟集成温度传感器、模拟集成温度控制器、智能温度传感器。
温度传感器的发展趋势:进入21世纪后,温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片机测温系统等高科技的方向迅速发展。
自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来,80年代的单片机技术进入了快速发展的时期。
近年来,随着大规模集成电路的发展,单片机继续朝着快速,高性能的方向发展,从4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。
单片机主要用于控制,它的应用领域遍及各个行业,大到航天飞机,小至日常生活中的冰箱、彩电,单片机都可以大显其能。
单片机在国内的主要的应用领域有三个:第一是家用电器业,例如全自动洗衣机、智能玩具;第二是通讯业,包括手机、电话和BP机等等;第三是仪器仪表和计算机外设制造,例如键盘、收银机、电表等。
除了上述应用领域外,汽车、电子行业在外国也是单片机应用很广泛的一个领域。
它成本低、集成度高、功耗低、控制功能多、能灵活的组装成各种智能控制装置,由它构成的智能仪表解决了长期以来测量仪表中的误差的修正、线性处理等问题。
11.2 本课题的研究内容与目标设计以STC89C52单片机为系统控制核心,结合DS18B20温度传感器、12864液晶显示、BM100无线模块、报警、升温和降温指示灯几部分电路,构成了一整套温度检测,报警及控制系统。
环境温度监测与控制系统设计方案
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环境温度监测与控制系统设计方案随着人们对环境舒适度的要求越来越高,环境温度监测与控制系统的设计变得越来越重要。
本文将探讨一种可行的设计方案,以实现对环境温度的准确监测和精确控制。
一、背景介绍环境温度是影响人们工作和生活舒适度的重要因素之一。
过高或过低的温度都会对人体健康和工作效率产生不良影响。
因此,设计一套可靠的环境温度监测与控制系统对于提高生活质量和工作效率至关重要。
二、监测系统设计1. 传感器选择环境温度监测的关键是选择合适的传感器。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和红外线传感器等。
根据实际需求和成本考虑,我们选择热敏电阻作为温度传感器。
热敏电阻具有价格低廉、响应速度快等优点,适合用于大范围的温度监测。
2. 数据采集与处理传感器采集到的温度数据需要通过数据采集模块进行处理。
采集模块可以选择单片机或者嵌入式系统。
单片机具有体积小、功耗低等优点,适合用于小规模的监测系统。
而嵌入式系统则适用于大规模的温度监测系统,它可以实现更复杂的数据处理和分析功能。
3. 数据传输与存储采集到的温度数据需要及时传输和存储,以便后续的分析和控制。
传输方式可以选择有线或者无线传输。
有线传输稳定可靠,但受到布线限制;无线传输则可以克服布线的限制,但需要考虑信号干扰和传输距离等问题。
数据存储可以选择使用云存储或者本地存储,根据实际需求进行选择。
三、控制系统设计1. 控制算法选择环境温度控制的关键是选择合适的控制算法。
常见的控制算法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
PID控制是一种经典的控制算法,具有简单易实现、稳定性好等优点,适用于大多数环境温度控制场景。
2. 控制器选择根据控制算法的选择,我们可以选择合适的控制器。
常见的控制器有单片机控制器和PLC控制器等。
单片机控制器适用于小规模的控制系统,而PLC控制器适用于大规模的控制系统,具有更强大的控制能力和可靠性。
3. 执行器选择根据控制器的输出信号,我们需要选择合适的执行器来实现温度的调节。
运输中的货物运输温度控制和监测
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运输中的货物运输温度控制和监测在现代物流运输中,货物的温度控制和监测是至关重要的一环。
不同类型的货物对温度要求各有不同,而合理控制和监测运输温度能够保证货物的安全性和品质的稳定。
本文将介绍货物运输中的温度控制和监测的重要性,并探讨现代物流运输中常见的方式和技术。
一、货物温度控制的重要性货物温度控制是指在物流运输过程中,合理控制货物的温度,使其在适宜的范围内保持稳定。
货物的温度过高或过低都可能导致质量问题甚至损坏,因此控制货物的运输温度至关重要。
首先,对于一些易腐烂的食品和生物制品而言,温度控制直接关系到货物的新鲜度和安全性。
如在冷链物流中,食品的冷藏、冷冻运输过程中必须严格控制温度,以避免食品变质和细菌繁殖,保证食品安全。
其次,一些特殊的化学品和医药品对于温度要求也非常严格。
温度过高或过低可能导致化学反应或药物失效,影响药品的疗效和质量,甚至对使用者的健康造成威胁。
此外,一些电子产品、精密仪器等也对温度要求较高。
在运输过程中,温度波动可能导致器件的失效甚至损坏,影响设备的正常运行。
综上所述,货物温度控制对于保证货物的质量和安全性至关重要,对于不同类型的货物,需要采取相应的措施和技术来进行有效的控制和监测。
二、温度控制和监测的方式和技术在现代物流运输中,有多种方式和技术用于货物温度控制和监测。
下面将介绍几种常见的方式和技术。
1. 冷链物流冷链物流是一种通过低温环境控制、保鲜、冷藏、冷冻等手段,确保货物在整个运输环节中保持适宜温度的物流方式。
在冷链物流中,货物通常存放在特制的冷藏或冷冻设备中,通过温度传感器实时监测货物温度,并通过自动控制系统保持稳定。
冷链物流广泛应用于食品、医药等领域。
2. 温度记录仪温度记录仪是一种用于实时监测货物温度的装置,它能够记录货物在整个运输过程中的温度变化,并生成温度曲线数据。
通过温度记录仪,物流从业者可以及时了解货物的温度情况,以便在需要时采取相应的措施。
3. 温度控制系统温度控制系统可以实时监测货物的温度,并根据预设的温度范围进行自动调节。
电动机的温度监测与控制
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电动机的温度监测与控制电动机是现代社会中广泛应用的一种电动设备,而其温度的监测与控制对其运行安全和寿命具有重要的意义。
本文将探讨电动机温度监测与控制的方法和重要性,并介绍一些常见的温度监测装置和控制措施。
一、温度监测的重要性电动机在运行过程中会产生热量,如果温度过高,会导致电动机受损甚至损坏。
因此,监测电动机的温度是非常重要的。
通过及时监测电动机的温度,我们可以及早发现温度异常,并采取相应的控制措施,以保证电动机的正常运行。
二、温度监测装置1. 温度传感器温度传感器是一种用于测量电动机温度的装置。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和红外线传感器等。
这些传感器能够将电动机的温度转换为电信号或光信号,以便进一步处理和分析。
2. 温度显示器温度显示器一般与温度传感器相连,可以将传感器测量到的温度值直观地显示出来。
温度显示器通常使用数字显示方式,能够精确地显示当前电动机的温度,为温度监测提供直观的参考。
三、温度控制措施1. 风扇降温在电动机运行时,可以通过增加风扇的转速来提高散热效果。
风扇能够加速空气流动,有效降低电动机温度。
在温度监测中,如果电动机温度超过设定的阈值,系统可以自动控制风扇的转速,以实现温度的有效降低。
2. 冷却系统对于某些大型或高功率的电动机,仅仅依靠风扇降温可能效果有限。
这时需要采用冷却系统。
冷却系统通过循环水或其他冷却介质来吸收电动机产生的热量,然后将其排出,以确保电动机的温度在可控范围内。
3. 温度报警装置温度报警装置是一种安全保护措施,它能够在电动机温度超过设定的安全阈值时发出警报或触发其他应急措施,以提醒操作人员注意电动机的温度异常。
温度报警装置可以及时发现温度问题,并采取相应的措施,避免电动机的损坏。
四、总结电动机的温度监测与控制是确保电动机运行安全和寿命的重要手段。
通过选择合适的温度传感器和控制措施,我们可以及时监测电动机的温度,并采取相应的措施进行控制。
这不仅在很大程度上延长了电动机的使用寿命,还提高了生产的效率和安全性。
温度监测控制系统设计方案
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温度监测控制系统设计方案第一章总体设计方案1.1计设要求(1)基本围-50°C-110°C(2)精度误差小于0.5°C(3)LED数码直读显示(4)可以任意设定温度的上下限报警功能1・2系统基本设计方案方案一:采用热电阻温度传感器。
热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
现应用较多的有钳、铜、镰等热电阻。
其主要的特点为精度高、测量围大、便于远距离测量。
苗的物理、化学性能极稳定,耐氧化能力强,易提纯,复制性好, 工业性好,电阻率较高,因此,钳电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。
缺点是价格贵,温度系数小,受到磁场影响大,在还原介质中易被玷污变脆。
按IEC标准测温围-200〜650°C,百度电阻比W (100) =1.3850时,R0为100Q和10 Q,其允许的测量误差A级为± (0. 15°C+0. 002 |t| ), B 级为土(0. 3°C+0. 005 |t| )o铜电阻的温度系数比苗电阻大,价格低,也易于提纯和加工;但其电阻率小,在腐蚀性介质中使用稳定性差。
在工业中用于-50〜180°C测温。
方案二:采用DS18B20温度传感器,由于温度测量的普遍性,温度传感器的市场份额大大增加,居传感器首位。
数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
现在, 新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。
DS18B20 温度传感器测量温度围为-55£〜+125°Co在-1(TC〜+859围,精度为土0.5°C o现场温度直接以“一线总线"的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。
综合比较方案一与方案二,方案二更为适合于本设计系统对于模拟量输入的要求,比较其框图,方案二更具备硬件简单的突出优点,所以选择方案二作为信号的输入通道。
LabVIEW应用实例温度监测与控制
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LabVIEW应用实例温度监测与控制LabVIEW应用实例:温度监测与控制LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一款基于图形化编程的虚拟仪器软件平台,被广泛应用于工程、科学和教育领域。
本文将通过一个实际应用示例,介绍如何使用LabVIEW来监测和控制温度。
一、引言随着技术的不断进步,温度控制在许多领域中变得至关重要。
例如,在工业生产中,精确的温度控制可以提高产品质量和生产效率。
在科研实验中,稳定的温度条件对于获得准确的实验结果至关重要。
因此,利用LabVIEW的强大功能来实现温度监测和控制是非常有意义的。
二、实验原理本实验使用一个温度传感器来监测环境温度,并通过一个加热器来控制环境温度。
LabVIEW可以通过与传感器和加热器的连接,实时获取温度数据并控制加热器的操作。
下面是实验步骤:1. 连接温度传感器:将温度传感器连接到LabVIEW的数据采集卡上。
2. 设定温度范围:设置期望的温度范围,例如20°C至25°C。
3. 获取温度数据:使用LabVIEW的数据采集功能获取传感器实时的温度数据。
4. 温度控制算法:根据采集到的温度数据,使用LabVIEW进行温度控制算法的设计。
例如,当温度低于设定范围时,打开加热器;当温度高于设定范围时,关闭加热器。
5. 控制加热器:利用LabVIEW控制加热器的开关,实现温度控制。
三、LabVIEW实现在LabVIEW中实现温度监测和控制需要使用到以下几个模块:1. 数据采集模块:通过连接数据采集卡和温度传感器,实时获取温度数据。
2. 温度显示模块:将采集到的温度数据显示在LabVIEW的界面上,以便实时监测。
3. 温度控制模块:设计温度控制算法,并根据温度数据控制加热器的开关。
4. 用户界面模块:设计一个直观友好的用户界面,提供设定温度范围和监测数据的功能。
通过将以上模块进行连接和调试,即可实现温度监测和控制系统。
64点温度监测与控制系统的设计
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64点温度监测与控制系统的设计摘要:单片机在检测和控制系统中得到了广泛的应用,温度是一个系统经常需要测量控制和保持的量,而温度是一个模拟量,不能直接与单片机交换信息,采用适当的技术将模拟的温度量转化为数字量在原理上虽然不困难但成本较高,还会遇到其它方面的问题。
因此对单片机温度控制系统的研究有重要目的和意义。
本文主要介绍了以MSP430系列单片机2274、MC14433、AD590等芯片组成的温度检测电路,模/数转换电路,键盘/LCD显示电路,报警电路,信号放大电路;在描述了外围硬件电路的同时,还做了大量的软件工作,包括数据处理软件,PID控制算法。
本设计有效的提高了控制系统的实时性和控制精度大大改善了炉温控制的自动化程度,具有较高的实用价值。
关键词:MSP430单片机 PID算法温度采样温度控制[Abstract]The single chip microcomputer is required extensively in measurement and control systems, and the temperature need to be surveyed, controlled and maintained by a system frequently. But the temperature is an analog, can not exchange information with the single chip directly. In principle, it is not difficult to transform the simulated temperature into the digital quantity, if adopting Proper technique .But gets the electric circuit more complex, the lost is more expensive, and other questions can be met. So it is very important for research of single chip temperature control.This article mainly introduced 8031 of series MSP-430、ADC10、MC14433、AD590、controllable silicon, which composed temperature measurement and control circuit、A/D transfer circuit、keyboard/LED display、signal magnifying circuit alarming circuit; Some important techniques in a design scheme of the software of the temperature by single-chip Microcomputer are introduced also, such as date processing software, control algorithms software.This system enhances real-time character of control system and control precision effectively, improves the automatic degree of furnace temperature and higher practice valueKey words: Single-chip Microcomputer, PID algorithm, Temperature sampling, Temperature control[Key word]MSP-430 SINGLE-CHIP TEMPERATURE CONTROL SYSTEM目录引言 (4)第一章绪论 (5)1. 1 选题背景 (5)第二章方案的比较和论证 (5)2. 1 温度传感器的选择 (6)2. 2 信号采集通道的选择 (6)第三章系统总体设计 (7)3.1 信号采集 (8)3.1.1 温度传感器 (8)3.1.3 多路开关 (12)3.2 信号分析与处理 (13)3.2.1 A/D转换 (13)3. 3 显示与报警的设计 (16)3.3.1 显示电路 (16)3.3.2 报警电路 (17)3.4 MSP430 单片机的发展 (18)3.4.1 MSP430 单片机的特点 (19)3.4.2 MSP430 系列与 89C 51 系列的比较 (20)3.4.3 MSP430 系列的内部结构概述 (21)3.5 PID控制设计 (18)3.5.1 PID控制的基本原理 (19)3.4.2 PID控制的算法 (20)3.5.3 PID控制的技术指标 (19)3.4.4 PID控制的应用 (20)第四章软件设计 (34)4.1.1 主程序流程图: (34)4.1.2 T0中断流程图:......................... 错误!未定义书签。
混凝土施工过程中温度控制与监测的必要性
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凝 土 结 构 施 工 及 验 收规 范 ) 及 ( 凝 土 结 构 耐 久 性 设 计 与 施 以 1昆 工 指 南 ) 审 稿 )都 对 大 体 积 混 凝 土 的 温 度 控 制 和 温 度 监 测 做 ( 送 出规 定 。需 要 指 出 的 是 , 度 监 测 不是 目的而 只 是 一 种 手 段 , 温 根 据 监 测 了解 混 凝 土 温 度 场 分布 变 化情 况 , 取 或 者 调 整 合 理 而 采 有 效 的 温 度 控 制措 施 , 是 防 止 温 度 裂缝 的关 键 。 才
3 现 场混 凝土 温度 监测 实例
31 温度监测 系统 .
采 用 自行 研 制 和 开 发 的大 型 混 凝 土 温 度 微 机 自动 测 试 系 统 , 混 凝 土 施工 全过 程 进 行 实 时连 续 监 测。 对
2 大体 积 混凝 土的温 度控 制
21 温 度 控 制 指 标 . 大 体 积 混 凝 土 的 温 度 控 制 是 项 复 杂 的 系统 工 程 , 要 包 括 主 控 制 混凝 土 的最 大 温差 、 部 最 高 温 度 、 大升 温 降 温速 率 、 内 最 截 面 温度 梯 度 和 入 模 温 度 等 内 容。
1 引 言
大 体 积 混 凝 土 在 连 续 浇 筑 和 硬 化 过 程 中 , 泥 水 化 反 应 产 水 生大量水化热 , 由于 混凝 土 热 阻很 大 , 量 聚 集 在 内 部 不 易 散 热
22 温 度控 制措 施 . 大体 积 混凝 土 的温 度 控 制 措 施 ,贯 穿 于 混 凝 土 浇 捣 前 、 浇 捣 中及 浇捣 后 三 个 不 同 的 阶 段 ,每 个 阶 段 都 有 其 不 同 的 侧 重 点 , 以从 原 材 料 的 选 择 、 合 比设 计 、 工 方 案 设 计 、 护 措 可 配 施 养 施 以 及 工 程状 况等 多 方 面 综 合 考 虑 。常 用有 以下 几种 方法 : () 1 合理 设计 混凝 土 配 合 比 , 低 水 泥 用 量 , 先 选 用 低 热 降 优 水 泥 , 加 矿 渣 、 煤 灰 等 水泥 替 代 物 , 少 总 的水 化 热 : 掺 粉 减 ( ) 用 缓 凝 剂 延 迟 水 化进 程 , 2采 降低 温度 高 峰 值 : () 3 通过 骨 料预 冷 、 代 替 部 分 拌 和 水 、 输 防 晒 等 措 施 降 冰 运
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温度监测与控制系统摘要:本设计中,以高精度温度传感器LM35为中心元件,将温度的变化信号转化为电压信号,通过UA741放大电压后,通过AD0808转化为数字信号。
人为设置方面,采用两片74HC161串行构成100进制的计数器,设定的温度可以通过数码管显示出来。
之后将设定的温度与AD0808采集后的温度信号进行比较,比较的结果影响温控部分的运行。
若采集的温度信号小于设定值,则功率灯丝工作给予加热;若采集的温度信号大于设定值,则风扇工作给予降温。
此外,超温报警模块主要是由555定时器构成的多谐振荡器。
关键词:温度传感器,温度控制,超温报警,555定时器Abstract:In this design, with high precision temperature sensor LM35as the center element,the temperature signal into voltage signal, amplifies the voltage by UA741, through the AD0808is converted into a digital signal. The artificially, using two pieces of 74HC161serial constitutes 100of the counter, the set temperature through the digital tube display. After the set temperature and AD0808acquisition after the temperature signal is compared, compare the results of the operation effect of the temperature control part. If the acquisition of the temperature signal is less than a set value, then the power for heating filament; if the collected temperature signal is greater than the set value, the fan for cooling. In addition, over-temperature alarm module is mainly composed of555multivibrator.Key words:Temperature sensor, temperature control, Temperature alarm, 555 Timer目录1.前言 (1)2.总体方案设计 (2)2.1方案比较 (2)2.2方案论证 (3)2.3方案选择 (4)3.单元模块设计 (4)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (5)3.1.1温度传感模块 (5)3.1.2 AD采集模块 (6)3.1.3 温度设定及显示模块 (6)3.1.4 数值比较模块 (7)3.1.5 555定时器多谐振荡器 (8)3.1.6 超温报警模块 (9)3.1.7 温度控制模块 (9)3.1.8 电源模块 (10)3.2 电路参数的计算及元器件的选择 (11)3.2.1 NE555时基电路参数 (11)3.2.2 温度控制模块参数 (12)3.3 特殊(重要)器件的介绍 (12)3.3.1 LM35温度传感器介绍 (12)3.3.2 UA741运放介绍 (17)3.3.3 NE555时钟芯片 (18)4 相关设计软件 (19)5.系统仿真 (19)5.1 Proteus简介 (19)5.2 仿真电路总图 (21)5.3 功能仿真 (21)6.设计总结、体会及改进 (23)参考文献 (24)附录1 仿真总图 (25)附录2 原理图 (26)1.前言温度是生活及生产中最基本的物理量,它表征的是物体的冷热程度。
自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。
在很多生产过程中,温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
自18世纪工业革命以来,工业过程离不开温度控制。
温度控制广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等。
温度控制的精度以及不同控制对象的控制方法选择都起着至关重要的作用,温度是锅炉生产质量的重要指标之一,也是保证锅炉设备安全的重要参数。
同时,温度是影响锅炉传热过程和设备效率的主要因素。
基于此,运用反馈控制理论对锅炉进行温度控制,满足了工业生产的需求,提高了生产力。
对温度的测量与控制在现代工业中也是运用的越来越广泛。
而传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。
因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信与信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。
另一方面,传感器的被测信号来自于各个应用领域,每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。
温度传感器是其中重要的一类传器。
其发展速度之快,以及其应用之广。
并且还有很大潜力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。
温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类:动态温度跟踪与恒值温度控制。
动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。
在工业生产中很多场合需要实现这一控制目标,如在发酵过程控制,化工生产中的化学反应温度控制,冶金工厂中燃烧炉中的温度控制等。
恒值温度控制的目的是使被控对象的温度恒定在某一数值上,且要求其波动幅度(即稳态误差)不能超过某一给定值。
此次设计主要采用的是后者。
2.总体方案设计2.1方案比较对同一种效果的实现,可以采用不同的方案,下面就着重以下三种方案对同一目的的实现方法,然后比较这几种方案的优劣。
2.1.1方案一图1 方案一系统框图方案一工作原理简述:系统方框图如图1所示,该方案采用PT100温度传感器经过运放放大后经过AD 将数据采集到89C51单片机内,利用单片机的程序能简单实现复杂逻辑电路功能的特性,在软件中实现温度比较、范围设定和超温报警等功能后直接输出给各个执行电路执行,从而实现题目要求。
此方案的特点就是通过编程可以比较容易的实现复杂的功能,并且拓展性比较强。
2.1.2方案二图2 方案二系统框图方案二工作原理简述:系统方框图如图2所示,该方案采用PT100温度传感器测量温度,转换成电压信号后经过滤波消除干扰信号,经过放大电路,一路输入给A/D转换电路,经过译码进行数字显示,另一路与滑变分压电路相连,由此设定控制温度上下限,经过电压比较器,输出高低电平指示信号,由此控制温度控制执行模块和声光报警部分。
此电路最基本的特点就是电路结构简单,实现比较容易。
2.1.3方案三图3 方案三系统框图方案三工作原理简述:系统方框图如图3所示,该方案采用了高精度温度传感器LM35测量温度放大后经过AD采集转换成数字信号,通过数字比较器比较与人工设定的温度进行比较,比较的结果作用于温控系统从而实现温度测量与控制的目的。
本方案的特点就是可以显示人工设定的温度,所采用的温度传感器LM35精度很高,线性度非常理想,无论是实际运用和仿真应用起来都比较容易。
2.2方案论证设计方案一由于采用了单片机,虽然实现各个功能比较容易,但不符合本设计的要求,故将其放弃。
设计方案二中的主要处理部件均采用数字式的元器件,从而使信号的模式与之匹配,设计采用PT100温度传感器来采集环境温度,由于器件线性度不高,控制起来较难。
电路中采用了滑变分压器来设定温度范围,设计复杂且精度较差,不直观且不人性化,所以放弃此方案。
设计方案三中采用了高精度摄氏度传感器LM35来采集温度,该器件线性度非常理想,无论是实际运用和仿真应用起来都比较容易,同时人工设定温度这一环节相比方案二更加精确和先进,不仅实现容易而且还操作方便,也有数码管显示功能。
2.3方案选择在经过上面三个方案的分析论证,第三个方案的可行性高,效果好,所以我们决定选择第三个方案作为最后的设计方案。
在开始动手设计前,我们先确定好总体方案,再将各个模块在PROTEUS上进行仿真,验证其是否能正常实现所需功能,最后再将各个模块联调整合,画出原理图,整个设计流程如图4所示:3.单元模块设计本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系;同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及对核心器件进行必要说明。
3.1各单元模块功能介绍及电路设计3.1.1温度传感模块LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。
由于它采用内部补偿,所以输出可以从0℃开始。
在上述电压范围以内,芯片从电源吸收的电流几乎是不变的(约50μA ),所以芯片自身几乎没有散热的问题。
这么小的电流也使得该芯片在某些应用中特别适合,比如在电池供电的场合中,输出可以由第三个引脚取出,根本无需校准。
LM35集成温度传感器是利用一个热电偶检测相应的温度,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,如下图5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,这种现象称为热电效应。
温度传感器热电偶就是利用这一效应工作的。
图5 热电效应原理图LM35温度传感器其输出电压与摄氏温标呈线性关系,0℃时输出为0V ,每升高1℃,输出电压增加10mV 。
转换公式如下:_3510()out LM mVV T T C C =⨯如图6所示,将LM35采集到的信号经过同相比例放大两倍后输出给AD ,为了配合AD 的使用,增益[1]选择为6.1,公式为:125111 6.110uf R K A R K=+=+=图6 温度传感模块选择适当的电阻值可以有不同的放大倍数,着有效的增加了此模块移植性[3]。
将图6在PROTEUS中进行仿真后,可以看出结果十分精确,每上升一度就增加输出61mV。
3.1.2 AD采集模块AD芯片我们采用AD0808,其工作的主要思想是运用硬件来模拟ADC0808的时序[2],首先我们将ADC0808的通道选择地址全部接地,即选通IN0通道,再将地址锁存端ALE接地使地址被锁入,基准电压端VREF+、VREF-分别接+12V和接地。