热电偶课程设计
热电偶测温系统设计教学文稿
热电偶测温系统设计精品资料任务书课程传感器课程设计题目热电偶测温系统设计主要内容：本系统以单片机为核心，硬件设计使用高精度模/数转换器和高精度数/模转换器，分别实现对热电偶电动势的采样、放大、AD 转换和对线性化处理的数据转换，并在程序中采用修正后的数据，实现热电偶的线性化处理。
基本要求：1、按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；2、利用热电偶和单片机等设计一种热电偶测温系统电路。
3、说明所用传感器的基本工作原理、画出应用电路电路图、写明电路工作原理、注明元器件选取参数、进行方案比较。
主要参考资料：[1]崔志尚.温度计量与测试[M].北京：中国计量出版社，1998．[2]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京: 电子工业出版社，2007.[3]陈杰，黄鸿.传感器与检测技术[M].北京: 高等教育出版社，2006.[4]刘华东.单片机原理与应用[M].北京: 电子工业出版社，2006.完成期限指导教师专业负责人2016年 5 月 7 日摘要在现代化的工业现场, 常用热电偶测试高温,测试结果送至主控机。
热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器之一，它具有构造简单、使用方便、准确度、热惯性小、稳定性及复现性好、温度测量范围宽等优点，适用于信号的远传、自动纪录和集中控制，在温度测量中占有重要地位。
但由于热电偶的热电势与温度呈非线性关系, 所以必须对热电偶进行线性化处理以保持测试精度。
该测温系统通过高精度模/数转换器AD7705对热电偶电动势进行采样、放大, 并在单片机内采用一定算法实现对热电偶的线性化处理, 再通过数/模转换器AD421进行数/模转换产生4 mA~ 20mA的电流, 送入主控中心。
关键词：热电偶；线性化；AD转换；DA转换；单片机目录一、设计要求 0二、设计方案及其特点 01、方案说明 02、方案论证 (1)三、传感器工作原理 (1)四、电路的工作原理 (2) (2)五、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (3)2、参数计算 (4)3、器件选择 (5)热电偶测温系统设计一、设计要求以单片机为核心，进行对系统控制和线性化算法的运算，使A/D 转换精度更好；在算法处理上，使用最佳计算方法，使得线性化算法达到运算量小、处理速度快、占用内存小等要求，并使该系统能很好的解决热电偶测试高温的精度问题。
热电偶温度变送器课程设计
课程设计大纲学院名称课程名称开课教研室执笔人审定人修（制）订日期山东轻工业学院课程设计任务书一、主要内容设计一个带冷端补偿的温度变送器。
其中我们用K型热电偶作为感温元件，用Gu作为冷端的自动补偿电路的元件，使冷端工作在一个易于计算的环境下，用100XTR101把传感器的电压信号放大并自动地变换成标准电流信号。
并通过对输出电压的测量实现对温度的测量。
二、基本要求（1）设计测量温度范围-100～500°C的热电偶传感器。
（2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问题。
（3）有电路图（protel绘制），选型与有关计算，精度分析等。
（4）采用实验室现成的热电偶进行调试。
（5）完整的实验报告。
三、主要参考资料：赵广林. protel99电路设计与制版.北京：电子工业出版社，2005程德福,王君.传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，2007完成期限：自2010 年12 月27 日至2010年12 月31 日指导教师：教研室主任：目录一、设计目的目的 (4)二、课程设计的任务要求 (4)三、课程设计的基本原理 (4)1、热电偶测温原理 (4)2、变送器原理框图 (4)四、课程设计的主要内容 (5)1、热电偶的选择 (5)2、设计构架 (6)3、具体电路的设计 (7)五、课程设计的心得与体会 (12)六、参考文献 (12)附图 PCB布线图 (13)热电偶温度变送器设计一、课程设计的目的1、掌握热电偶的结构、工作原理及正确选择。
2、了解变普通送器的结构及简单应用。
3、通过设计增加对所学知识的灵活掌握和综合应用能力。
二、课程设计的任务要求任务要求：（1）设计测量温度范围-100~500℃的热电偶传感器（2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问题（3）有电路图（PROTEL绘制），选型与有关计算，精度分析等（4）采用实验室现成的热电偶进行调试三、课程设计的基本原理1、热电偶测温原理：下图为热电偶测温原理图，热电偶的热端与被测物体接线，温度为t。
热电偶实验报告
热电偶实验报告目录1. 实验目的1.1 掌握热电偶的基本原理1.2 学习热电偶的使用方法1.3 分析热电偶测温的准确性2. 实验原理2.1 热电偶的工作原理2.2 热电偶的结构及特点3. 实验步骤3.1 准备实验器材及材料3.2 进行实验操作3.3 记录实验数据3.4 分析数据及结果4. 实验结果分析4.1 数据处理方法4.2 结果的准确性探讨5. 实验结论5.1 实验过程中遇到的问题及解决方法5.2 实验的意义和启示实验目的1.1 掌握热电偶的基本原理热电偶是一种利用温差产生电动势的热测温元件，了解其工作原理对于实验准确性至关重要。
1.2 学习热电偶的使用方法掌握热电偶的使用方法，包括正确连接、校准和测量过程中的注意事项。
1.3 分析热电偶测温的准确性通过实验数据的记录和分析，评估热电偶测温的准确性并寻求可能的改进方法。
实验原理2.1 热电偶的工作原理热电偶是由两种不同金属的热电反应组成，当两接点温度不同时，产生热电势。
利用热电偶的温度特性进行温度测量。
2.2 热电偶的结构及特点热电偶通常由两根相反金属导线组成，具有快速响应、测量范围广等特点，适用于各种温度测量环境。
实验步骤3.1 准备实验器材及材料准备热电偶、示波器、温度源等实验器材及材料，确保实验过程中的准确性和安全性。
3.2 进行实验操作按照实验步骤连接热电偶及其他设备，进行温度测量实验，确保数据的准确性和可靠性。
3.3 记录实验数据记录实验过程中所得数据，包括温度测量值、环境温度等信息，为后续结果分析提供依据。
3.4 分析数据及结果通过对实验数据进行分析，比较测量结果与实际值的误差，评估热电偶测温的准确性并提出改进建议。
实验结果分析4.1 数据处理方法对实验数据进行初步处理，包括数据清洗、筛选、排除异常值等，为结果的准确性提供保障。
4.2 结果的准确性探讨结合实验结果和分析，探讨热电偶测温的准确性及影响因素，为实验结论提供支持。
实验结论5.1 实验过程中遇到的问题及解决方法总结实验过程中出现的问题，包括仪器故障、操作失误等，提出解决方法，为日后实验经验的积累提供参考。
初三热学教案：如何制作热电偶测量电偶对温度的应用
初三热学教案：如何制作热电偶测量电偶对温度的应用热电偶是利用两种不同金属之间的热电效应制成的温度传感器，通常由两条不同种类的金属导线组成。
当两条导线的接触端温度不同，就会产生热电势，由此测量温度。
在工业生产、实验室以及日常生活中，热电偶都有广泛的应用。
本文将介绍如何制作热电偶测量电偶对温度的应用。
一、材料准备制作热电偶需要以下材料：1、两条不同金属导线，例如铜和铁、铜和常铝。
2、万用表或数字温度计。
3、电烙铁或电线钳。
4、万能接线板。
二、实验步骤1、量取金属导线：从铜和铁中分别取一条直径约为0.5mm的导线，长度约为30cm。
2、电烙铁烙接：将铜和铁的导线烙接在一起，留出一端，留出的一端可以接入万用表或数字温度计。
3、接线板连接：将留出的一端分别接入万用表或数字温度计和万能接线板。
4、测试热电势：将两个接头的温度分别设为T1和T2，测试热电势。
5、计算温度：根据测得的热电势E和两种金属的热电势系数β计算温度差ΔT，进而计算出两个接头的温度：T1 = T2 + ΔT。
三、注意事项1、制作热电偶时应该保持电路的连通性。
2、在烙接过程中要注意不要让两个金属接触过度，也不能让他们彻底分离，否则会影响测量的精度。
3、在使用数字温度计时，应当按压它的测量键，待显示屏显示温度后松开，避免误操作。
4、在使用热电偶测量高温物体时，应当降低测试电流，但保证其准确性。
四、应用案例热电偶在工业生产、实验室以及日常生活中有广泛的应用，例如：1、工业生产中，特别是冶金和化工领域，用于测量高温熔炼炉中金属和非金属的温度。
2、在实验室中，热电偶常用于测量化学反应的温度变化，例如测量酸碱中和反应中的温度变化。
3、在日常生活中，热电偶被广泛应用于家用电器中，例如多功能电饭煲、微波炉等，以确保食品的安全和经济性。
热电偶是一种广泛应用的温度传感器，准确、可靠、易于制作和使用。
在实践中，应当注意并掌握一定的细节操作技巧，以保证测量精度。
热电偶温度变送器-传感器课程设计
齐鲁工业大学课程设计专用纸成绩课程名称传感器课程设计指导教师孙凯院（系）电气学院专业班级测控13-2学生姓名吴海旺学号201302051056设计日期2016.3.4课程设计题目热电偶温度变送器课程设计一、主要内容设计一个带冷端补偿的温度变送器。
其中我们用K型热电偶作为感温元件，用100Gu作为冷端的自动补偿电路的元件，使冷端工作在一个易于计算的环境下，用XTR101把传感器的电压信号放大并自动地变换成标准电流信号。
并通过对输出电压的测量实现对温度的测量。
二、基本要求（1）设计测量温度范围-100～500°C的热电偶传感器。
（2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问题。
（3）有电路图（protel绘制），选型与有关计算，精度分析等。
（4）采用实验室现成的热电偶进行调试。
（5）完整的实验报告。
三、主要参考资料：赵广林.protel99电路设计与制版.北京：电子工业出版社，2005程德福,王君.传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，2007目录一、设计目的 (3)二、课程设计的任务要求 (3)三、课程设计的基本原理 (3)1、热电偶测温原理 (3)2、变送器原理框图 (4)四、课程设计的主要内容 (4)1、热电偶的选择 (5)2、设计构架 (5)3、具体电路的设计 (7)五、课程设计的心得与体会 (12)六、参考文献 (13)七、附图热电偶测温电路 (14)热电偶温度变送器设计一、课程设计的目的1、掌握热电偶的结构、工作原理及正确选择。
2、了解变普通送器的结构及简单应用。
3、通过设计增加对所学知识的灵活掌握和综合应用能力。
二、课程设计的任务要求任务要求：（1）设计测量温度范围-100~500℃的热电偶传感器（2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问题（3）有电路图（PROTEL绘制），选型与有关计算，精度分析等（4）采用实验室现成的热电偶进行调试三、课程设计的基本原理1、热电偶测温原理：下图为热电偶测温原理图，热电偶的热端与被测物体接线，温度为t。
电热偶传感器课程设计
电热偶传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电热偶传感器的工作原理，掌握其温度测量范围及特点。
2. 学生能掌握电热偶的种类、结构以及应用领域。
3. 学生能了解电热偶传感器在温度测量中的重要性，认识到其在工业生产和科学研究中的应用价值。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确连接并操作电热偶传感器进行温度测量。
2. 学生能够分析电热偶传感器的优缺点，并根据实际需求选择合适的传感器。
3. 学生能通过实验操作，培养观察、分析、解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电热偶传感器，培养对物理学科的热爱，激发探究科学技术的兴趣。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，增强沟通与交流能力。
3. 学生能够认识到科学技术在实际生活中的应用，提高学以致用的意识。
课程性质：本课程为物理学科选修课程，结合学生所在年级的知识深度，注重理论知识与实践操作的相结合。
学生特点：学生具备一定的物理基础知识，对传感器有一定的了解，但缺乏实际操作经验。
教学要求：教师应结合课程内容，以实验为主线，引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和科学思维。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 电热偶传感器工作原理及特点- 介绍电热偶传感器的基本原理- 解释电热偶的温度测量范围和精度- 对比电热偶与其他类型温度传感器的优缺点2. 电热偶的种类与结构- 列举常见类型的电热偶及其材料组成- 分析不同电热偶的适用场合和温度范围- 介绍电热偶的结构及其在测量中的应用3. 电热偶传感器的应用领域- 指出电热偶传感器在工业生产、科学研究等领域的应用实例- 分析电热偶传感器在实际应用中的重要性4. 实验操作与数据处理- 设计实验，让学生动手连接并操作电热偶传感器进行温度测量- 教授实验数据的收集、处理和分析方法- 引导学生通过实验现象，探究电热偶传感器的工作原理和性能5. 教学内容的安排与进度- 第一课时：介绍电热偶传感器工作原理及特点- 第二课时：讲解电热偶的种类与结构- 第三课时：探讨电热偶传感器的应用领域- 第四课时：实验操作与数据处理教学内容参照教材相关章节，确保科学性和系统性。
KC04020109-m03 热电偶的使用课程教案
教案
任务一波峰焊炉内的温度检测
授课主要内容或板书设计
一、热电偶型号命名
图1 热电偶型号命名示例图
二、工业热电偶简介
1、普通工业装配式热电偶
普通工业装配式热电偶作为测量温度的变送器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。
它可以直接测量各种生产过程中从0℃到1800℃范围的液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等几个主要部分组成，其常见外形结构如图4-30所示。
热电偶实验教案
课程：学年第_ _学期第周月日教学内容备注实验四热电偶的校验一．实验目的（1）掌握热电偶的校验及分度。
（2）应用比较法求得被校验热电偶的电势—温度关系曲线，并与同类型标准化热电偶的热电特性相比较。
确定在一定测量范围内的，由于热电特性的标准化而产生的误差。
（3）观察工业用热电偶的结构，获得有关的感性知识。
（4）学会熟练使用电位差计。
二仪器与设备管式电加热炉，温度控制仪，标准热电偶，被校热电偶，电位差计，冰点恒温瓶。
三实验说明（1）热电偶的校验有两种方法。
一是定点法，就是使用国际使用文标规定的定点进行定点校验。
这种方法的精确度高，但设备复杂，只有对基准铂铑10-铂热电偶分度时才用。
另一种是比较法，它常用于校验工业用和实验室用热电偶。
一等铂铑10-铂热电偶是用比较法进行校验的。
比较法是最常用的热电偶校验方法，本实验就是用比较法进行的。
（2）比较法校验热电偶是通过标准热电偶和被校热电偶测量同一稳定对象的温度来进行的。
本实验采用管式电炉作被测对象。
用温度控制器（以下简称温控器）使电炉温度自动地稳定在设定值上。
（3）用比较法校验时，必须保证两只热电偶的热端温度保持一致，为此需要把热电偶的保护套管卸去，将两只热电偶的热端用镍铬丝卷扎在一起，插入到管式电炉的2/3深处，再将管式电炉的炉口用硅酸铝封堵，以防外界冷空气进入电炉导致炉温波动。
本实验使用一只去掉保护套管的热电偶作为标准热电偶来校验未去掉保护套管的热电偶。
四实验步骤（1）把实验装置按图接好线后，暂时不合上220伏电源。
设定好温控仪的第一个校验点，在设定校验点时，先不要一下子就设定在实验点，设定点要分阶段逐渐上升，并且将可控硅电压调节器的“电源开关”拨到“关”的位置，调节电位差计的测量零点，全面检查整套装置的接线，经指导老师同意后合上220伏电源开始试验。
（2）打开可控硅电压调节器的电源开关，分阶段调节设定点温度。
待到炉温在设定点稳定3-4min，课程： 学年 第_ _学期 第 周 月 日教 学 内 容 备 注就可以开始读标准热电偶和被校热电偶的热电势值和温度值。
基于热电偶的测温系统设计_毕业设计完整版
温度是一个十分重要的物理量大于它的测量与控制又十分重要的意义。随着现 代工弄也技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温 度：如大气及空调房中的温度高低直接影响着人们的身体健康；在大规模集成电路 生产线上环境温度不适当会严重影响产品的质量。
测温技术在生产过程中，在产品质量控制和检测设备在线故障诊断和安全保护 以及节约能源等方面发挥了重要作用。
本设计是将两者结合，利用单片基结合传感器技术而开发设计出一个温度监控 系统。该设计的预期结果就是设计出一套基于单片机控制的热电偶测温数字显示系 统并能 proteus 实现仿真。根据要求编写出应用程序，绘制出 protel 电路图，动 手完成实物设计。
4
XXXXXX 毕 业 设 计
2 总设计方案
本系统以 AT89S52 作为处理器，使用 MAX6675 作为温度传感器，配以温度显示。 整个系统力求结构简单，功能完善。使用温度传感器 MAX6675+AT89S52，MAX6675 将 热电偶测温应用时复杂的线性化、冷端补偿及数字化输出等问题集中在一个芯片上 解决，简化了将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域时复杂的软硬件设计，因而 该器件是将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域的理想选择。
热电偶电路设计方案
热电偶电路设计方案全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：热电偶是一种常用的温度测量元件，其原理是利用不同金属之间的热电势差来实现温度测量。
热电偶电路设计方案是进行热电偶温度测量时必不可少的一部分，其设计的好坏直接影响到测量的准确性。
本文将详细介绍热电偶电路的设计方案，包括电路的基本原理、关键参数的选择，以及常见的设计方案及其优缺点。
一、热电偶电路的基本原理热电偶是利用两种不同金属之间的热电效应来实现温度测量的元件。
当热电偶的接线端温度发生变化时，两种金属之间会产生一个热电势差，通过测量这个热电势差来确定温度值。
热电偶的工作原理主要包括两点：温度差引起的热电势差和热电势差与温度值的关系。
二、热电偶电路设计的关键参数选择1、热电偶的材料选择：常见的热电偶材料有K型、J型、T型等，不同材料有不同的工作温度范围和精度要求，根据具体的应用场景选择合适的热电偶材料。
2、放大器的增益选择：热电偶产生的热电势差信号较小，需要通过放大器进行放大，选择合适的放大倍数来确保测量信号的准确性。
3、滤波器的设计：热电偶电路会受到环境噪声的干扰，需要设计滤波器来抑制噪声，提高信号质量。
4、参考电压的选择：热电偶电路通常需要一个稳定的参考电压作为基准，选择合适的参考电压来确保测量的准确性。
5、ADC分辨率的选择：ADC的分辨率决定了测量结果的精度，选择合适的ADC分辨率来满足实际需求。
三、常见的热电偶电路设计方案及其优缺点1、单端测量方案：将热电偶的一个端口接地，将另一个端口连接到测量电路。
优点是设计简单，缺点是信号容易受到干扰，准确性较低。
2、差动测量方案：将两个热电偶串联，通过测量两个热电偶之间的差值来实现温度测量。
优点是抗干扰能力强，准确性高，缺点是设计复杂。
3、冷端补偿方案：将热电偶的冷端接地，并通过一个补偿电路来抵消冷端温度对测量结果的影响。
优点是可以提高准确性，缺点是增加了设计的复杂性。
热电偶电路的设计方案是进行温度测量时的关键部分，设计方案的选择直接影响到测量结果的准确性和稳定性。
热电偶教学设计
热电偶传感器教学设计
姓名：**
单位：保定高级技工学校
一、基本说明
二、教学设计
1.教学目标：了解热电偶传感器的工作原理，掌握热电偶的选用和分
度表的选用以及了解热电偶与其他动圈仪表的连接。
2.内容分析：本节是本章中的重点，热电偶传感器在工业上广泛应用，
但工作原理简单，对此传感器的学习有助于了解温度控
制系统的工作，教师可以根据实践需要，由浅入深的授
课。
3.学情分析：高中起点的08维修电工班的学生领悟能力强，有一定
的动手能力，对传感器知识有浓厚的兴趣，尤其对在工
业上普遍应用的传感器有求知的欲望，但学生水平差异
也较大。
4.教学策略选择与设计：本着课堂上以教师为主导，学生为主体的教
学原则，这节课的教学主要采用教师展示课件，通过课
件演示试验，教师点拨，学生讨论，总结归纳，师生互
动的方法以达到课堂的最佳效果。
在策略实施过程中关
键是教师启发性的引导，创造积极讨论的氛围，让学生
自己动手动脑解决问题。
5.教学环境与资源的准备：在教学过程中，为支持教师的教，用ppt
做成课件，通过课件播放演示试验揭示其工作原理，以
真实产品（k型热电偶）为教具，增强直观性。
为支持
学生的学，让学生亲自动手用实际电子元件连接测温线
路，增强自主性，时效性。
三、教学过程
四、教学反思
这节课由于材料课件准备充分，学习气氛非常活跃，通过讨论和一体化的教学模式大大提高了学生的学习兴趣，也巩固了学生们的学习效果，使学生们既学到了知识又体会到了学习的乐趣。
但有些讨论还不够深入细致，还有很多细节需要完善。
热电偶传感器测量电路设计
太原理工大学现代科技学院《传感器原理与应用》课程设计设计名称热电偶传感器测量电路设计专业班级学号姓名同组人设计日期2015年1月太原理工大学现代科技学院课程设计任务书注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
基于K型热电偶传感器测量电路设计摘要热电偶是一种热电型的温度传感器，它将温度信号转换成电势(mV)信号，配以测量信号的仪表或变换器，便可以实现温度的测量和温度信号的转换热。
电偶是接触法测温常用的传感器之一。
自1821年塞贝克发现热电效应起，热电偶的发展已经历了一个多世纪，据统计，在此期间曾有300余种热电偶问世，但应用较广的热电偶仅有四、五十种，国际电工委员会(IEC)对其中被国际公认、性能优良和产量最大的七种制定标准，即IEC584--1和684—2中所规定的。
S分度号 (铂铑一铂)；B分度号（铂铑一铂铑 )；K分度号( 镍铬一镍硅)；T分度号（铜一康铜)；E分度号(镍铬一康铜);J分度号(铁一康铜);R分度号(铂铑一铂) 等热电偶。
利用K型热电偶传感器测量电路设计测量电路由K型热电偶传感器，零点补偿和放大电路，乘法运算电路，反相放大器1，反相加法器1和反相加法器2，反相放大器2等主电路组成；电路能够实现零点补偿和非线性校正功能。
输出分为两路：一路是0～500℃对应的输出电压为0～5V；另一路是-100～0℃对应的输出电压为-1～0V。
关键词:热电偶温度传感器,热电偶测温,集成温度传感器。
目录一.热电偶的工作原理...................................................... - 1 -二、设计题目要求与分析.................................................. - 1 -1.设计题目:........................................................ - 1 -2.设计分析与要求: .................................................... - 1 -3、本课题中测量电路组成框图如下所示：................................ - 2 -4、基于K型热电偶传感器测量电路设计的工作原理........................ - 2 -三、课程设计报告内容要求及技术指标....................................... - 2 -四、电子电路设计的一般方法............................................... - 2 -五、基于K型热电偶传感器测量电路设计简介................................. - 3 -5.1K型热电偶的简介.................................................. - 3 -5.2 K型热电偶概述................................................... - 3 -5.3 K型热电偶特点................................................... - 4 -六、电路设计总方案....................................................... - 4 -6.1 电路设计原理框图................................................. - 4 -6.2 电路设计方案设计................................................. - 4 -七、各部分电路设计....................................................... - 7 -7.1反相放大器....................................................... - 7 -7.2反相加法器....................................................... - 8 -7.3零点补偿及放大电路............................................... - 8 -7.4非线性校正电路................................................... - 9 -7.5 总电路图........................................................ - 11 -八、心得体会............................................................ - 12 - 参考文献................................................................ - 12 - 附录 ................................................................... - 13 -1.4 K型热电偶分度表................................................ - 13 -一.热电偶的工作原理两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。
热电偶多路温度检测仪 课程设计报告 精品
前言在生活和生产中的各个领域，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现，从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想像到的地方几乎都有单片机的使用需求。
单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等，但是，单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔的范围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已经能使用单片机通过软件（程序）方法实现了。
这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术，称为微控制技术。
微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。
随着单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实！2004年12月课程设计说明书1．项目：热电偶多路温度检测仪设计多路转换开关、差分放大电路等对4种不同热电偶的输出信号巡回检测、显示、键盘参数设置、打印温度等功能。
2．具体要求：（1）ADC0809转换（2）LED显示（3）键盘参数设置（4）模拟量输出（5）数据打印3、系统综述：根据以上要求，本系统从软件到硬件都做了精心的设计，其特色如下：（1）四级量程转换，提高了分辨率（2）设定报警阀值，屏蔽字母键，防止误动作（3）采用采样多次取其均值的数字滤波技术，使显示更稳定（4）设定值可任意给定和修改（5）设定值和所选量程及AD采样值都在LED上显示，便于核对（6）设定报警阀值和量程转换均可在线修改4、操作指南：键的定义：量程选择：具体步骤：I.按下EXEC键，选择量程II.按下LAST键，设定报警阀值III.按下NEXT键，开始显示温度5．课程设计所用芯片：1.温度传感器2.差动放大滤波器3.80C514.A/D08095.AD75036.8279专用接口芯片总体设计1．软硬件平台启东计算机厂ＤＶＣＣ实验仪器产品介绍：ＤＶＣＣ系列实验仪为启东计算机厂深入研究教学实验的需求，结合多年单片机仿真器的强大技术实力，潜心开发研制生产的新一代实验仪系列产品。
微机原理课程设计报告-K型热电偶
《现代控制理论》实验仿真报告时间2015.11 _学院 _专业班级 _姓名___学号成绩 _______摘要本文阐述了微机原理课程设计中，本组利用K型热电偶传感器测得温度，并将测量得到的数据显示到LCD屏幕中。
由席贝克响应，热电偶一端加热后产生回路电流，再经模拟电路采集电压信号等处理，由AD转换得到数字量，并加于LCD显示。
实验结果显示电路运行成功，LCD与LED同步显示了十六进制温度。
关键词：K型热电偶LCD显示模块AbstractThis paper describes our group let data show on the LCD screen by using K-Thermocouple measuring temperature in the Course Design of Microcomputer Principle. Because of Seed Back Effect , the thermocouple would generation loop current when one end of it heated. After analog circuit getting the data of voltage and so on，we make use of AD conversion to get digital quantity showing on the LCD screen. The experimental results show it operation successfully ,the LCD-screen and the LED-screen realize the synchronized display of hexadecimal temperatureKey Words：K-Thermocouple LCD显示模块ADC08091目录引言 (1)K型热电偶传感器实验 (2)1 实验内容 (2)2 实验设备 (2)3 实验设计原理 (2)3.1 热电偶原理 (2)3.2 AD转换电路 (4)4 设计思路 (4)4.1 AD转换采集数据 (4)4.2 数据显示到数码管上 (5)4.3 数据显示到LCD上 (5)5 程序流程 (6)5.1 主程序流程图 (6)5.2 LCD显示程序流程图 (7)5.3 数码管显示子程序流程图 (8)6 实验现象及说明 (8)6.1 实验结果 (8)6.2 结果说明 (9)7 在小组中的任务 (9)8 实验心得 (9)结论 (10)参考文献 (10)附录 (11)程序清单 (11)引言《微机原理》课程设计需综合运用所学知识针对一个较为具体的控制对象或过程进行系统设计、硬件选型及软件设计。
K型热电偶传感器课程设计报告
扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告题目：基于K型热电偶传感器测量电路设计课程：传感器与测控电路课程实习专业：测控技术与仪器班级：测控0802*名：**学号：*********总目录第一部分：任务书第二部分：课程设计报告第三部分：设计电路图第一部分任务书《传感器与测控电路课程实习》课程设计任务书课题：基于K型热电偶传感器测量电路设计一个电子产品的设计、制作过程所涉及的知识面很广；加上电子技术的发展异常迅速，新的电子器件的功能在不断提升，新的设计方法不断发展，新的工艺手段层出不穷，它们对传统的设计、制作方法提出了新的挑战。
但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。
由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《传感器原理及应用》，《测控电路》，《模拟电子技术基础实验与课程设计》，《电子技术实验》等书的有关章节。
一、基于K型热电偶传感器测量电路设计简介K型热电偶的电极材料是镍铬—镍硅，其精度等级为0.75级时，温度为0~1200℃，其测量温度误差为±0.75%。
采用恰当的线性化处理后，可将精度提高到±0.1%~±0.2%。
具有零点补偿功能。
二、基于K型热电偶传感器测量电路设计的工作原理本课题中测量电路组成框图如下所示：测量电路由K型热电偶传感器，零点补偿和放大电路，乘法运算电路，反相放大器1，反相加法器1和反相加法器2，反相放大器2等主电路组成；电路能够实现零点补偿和非线性校正功能。
输出分为两路：一路是0～600℃对应的输出电压为0～6V；另一路是600～1200℃对应的输出电压为6～12V。
三、设计目的1、掌握传感器选择的一般设计方法；2、掌握模拟ＩＣ器件的应用；3、掌握测量电路的设计方法；4、培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
四、设计要求及技术指标1、设计、组装、调试；2、温度测量范围：0～1200℃；3、使用环境温度范围：0～85℃；4、输出电压：0～600℃为0～6V；5、测温误差：≤±0.5％；6、具有温度补偿功能；7、具有非线性补偿功能。
热电偶课程设计
东北石油大学课程设计2011年月日任务书课程传感器课程设计题目热电偶应用电路设计专业姓名学号主要内容：以热电偶传感器为基础的测温系统，经过单芯片来完成信号的放大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能，大大简化了该系统的设计，它的输出温度范围为0—1024℃，单片机得到温度后，通过四位独立数码管显示出来。
基本要求：在测温应用中，芯片自热将降低MAX6675温度测量精度，误大小依赖MAX6675封装的热传导性、安装技术和通风效果。
为降低芯片自热引起的测量误差，可在布线时使用大面积接地技术提高MAX6675温度测量精度。
主要参考资料：[1]刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录[M].北京：高等教育出版社，1957.15-18.[2] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].山东:石油大学出版社,2003.[3] 河道清，张禾，谌海云，传感器与传感器技术.科学出版社.2008年 6月[4]张毅刚，彭喜元.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2003, 10-21.[5]康华光，电子技术基础（模拟部分），高教出版社，2003[6]康华光，电子技术基础（模拟部分），高教出版社，2003完成期限指导教师专业负责人2011年月日摘要温度测量是测量领域最重要的功能之一，频繁应用于气象观测、环境研究实验室以及其他各种生产过程。
在特定条件下的产品制造与工业质量保持稳定方面温度测量是基础且十分重要。
因此，本文将描述工业领域温度测量中广泛使用的温度传感器热电偶及其冷端补偿等相关知识。
本设计是以热电偶传感器为基础的测温系统，经过单芯片来完成信号的放大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能，大大简化了该系统的设计，它的输出温度范围为0—1024℃，单片机得到温度后，通过四位独立数码管显示出来。
关键词：单片机；热电偶；MAX6675；温度目录热电偶测温系统的设计 (1)一、设计要求 (1)1、功能与用途 (1)2、课题意义及产品发展现状 (1)３、国内外发展现状 (1)二、方案设计 (2)1、方案说明 (2)2、方案论证 (3)三、传感器工作原理 (4)四、电路的工作原理 (4)五、单元电路设计、参数计算和器件选择 (5)1、单元电路设计 (5)2、参数计算 (7)3、器件选择 (8)4、热电偶传感器选型 (9)5、元器件清单 (9)六、总结 (10)参考文献 (11)热电偶测温系统的设计一、设计要求1、功能与用途热电偶采用K型镍铬-镍硅热电偶，测量范围在0—800℃之间。
KC04020105-m03热电偶的介绍课程教案
3. 中间温度定律
热电偶AB在接点温度为（ ）时的热电势等于该热电偶在接点温度为（ ）和（ ）时相应的热电势的代数和，即
教学方法设计和注意事项
教学方法综合使用任务驱动法、小组讨论法、演示法、启发引导法、讲授法等方法。
使用教具
传感器检测实训室、电脑、投影仪等。
课外作业
备注
授课主要内容或板书设计
一、热电偶介绍
当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，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，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势”。
教案
任务一 波峰焊炉内的温度检测
教师姓名
授课形式
授课时数
授课日期
授课班级
班月日第周（周）第节
知识点
教学目标
知识点：热电偶的介绍
知识点：热电偶的工作原理
【知识目标】
1.理解热电偶传感器工作原理。
2. 掌握热电偶传感器的测温理论。
3. 掌握测温理论的实际应用。
【能力目标】
1．能够根据理解热电偶测温过程。
2．具备问题分析与数据处理的能力。
【素质目标】
1．具备与工作伙伴的沟通交流能力，具备团队工作、协调能力。
2．具备善于观察、学习和思考、系统分析解决问题的能力、成员间的沟通、协调能力。
教学重点
教学难点
【教学重点】
1. 掌握热电偶传感器的测温理论。
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课程设计报告
学生姓名:学号：
学院:自动化工程学院
班级:
题目:热电偶温度传感器信号调理电路设计与仿真指导教师：职称:
2012 年 12 月 15 日
目录
1设计目的 (1)
2设计要求 (2)
3设计内容 (3)
3.1总体设计 (3)
3.2工作原理分析 (3)
3.3器件选型说明 (4)
3.4原理图设计 (4)
3.5电路仿真 (6)
3.6PCB电路设计 (7)
3.7可靠性和抗干扰设计 (7)
4设计心得和体会 (8)
【参考文献】 (9)
附录1：电路原理图 (9)
附录2：PCB图 (10)
附录3：PCB效果图 (10)
1设计目的
(1)了解常用电子元器件基本知识（电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成
电路）；
(2)了解印刷电路板的设计和制作过程；
(3)掌握电子元器件选型的基本原理和方法；
(4)了解电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧；
(5)掌握热电偶温度传感器信号调理电路的设计，并利用仿真软件进行电路的调
试。
选用热电偶温度传感器进行温度测量，要求测温范围100-300℃、精度为0.1℃。
设计传感器的信号调理电路，实现以下要求：
（1）将传感器输出4.096-12.209mV的信号转换为0-5V直流电压信号；（2）对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据；
（3）电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容；
（4）电路的基本工作原理应有一定说明；
（5）电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性（不限制EDA 软件类型）。
3.1总体设计
本设计需要测量温度为100到300度，选用K型热电偶，在将测量所得电压进行放大处理。
K型热电偶作为一种温度传感器，K型热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。
K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
K型热电偶
K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。
K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。
K型热电偶丝直径一般为1.2～4.0mm。
正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=92：12，负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=99：3，其使用温度为-200~1300℃。
K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。
K 型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛.，热电偶测量输出的信号为4.096-12.209mV，我们用信号调理电路将其转换为0-5V直流电压信号
此信号调理电路由一个减法放大器和一个同相比例放大器组成，减法放大器一端电压接 4.096 mV，这样在经过减法器的时候电压变化范围就会变成4.096-8.113mV，再由比例放大器输出，就会得到0-5V直流电压信号.
3.2工作原理分析
热电温度计是由热电偶、补偿导线及测量仪表构成的。
其中热电偶是敏感元件, 它由两种不同的导体A 和B 连接在一起, 构成一个闭合回路, 当两个连接点1 与 2 的温度不同时, 由于热电效应,回路中就会产生零点几到几十毫伏的热电动势, 记为EAB 。
接点1 在测量时被置于测场所, 故称为测量端或工作端。
接点2 则要求恒定在某一温度下,称为参考端或自由端, 如图1 所示。
图1 热电偶原理图
实验证明, 当电极材料选定后, 热电偶的热电动势仅与两个接点的温度有关, 即
d E
AB ( t1 , t2 ) = S
Ab
×d t ,
比例系数SAB 称为热电动势率, 它是热电偶最重要的特征量。
当两接点的温度分别为t1 , t2 时, 回路总的热电动势为
式中eAB ( t1 ) 、eAB ( t2 ) 分别为接点的分热电动势。
对于已选定材料的热电偶, 当其自由端温度恒定时, eAB ( t2 ) 为常数, 这样回路总的热电动势仅为工作温度t1 的单值函数。
所以, 通过测量热电动势的方法就可以测量工作点的实际温度
3.3器件选型说明
表1所用元器件清淡表
器件类型数量单价合计
K型热电偶 1 200.0 200.0
电阻 6 0.01 0.06
放大器 2 2.00 4.00
3.4 原理图设计
同相输入放大电路
如图2所示，信号电压通过电阻R S加到运放的同相输入端，输出电压v o通过电阻R1和R f反馈到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈放大电路。
根据虚短、虚断的概念有v N= v P= v S，i1= i f
于是求得所以该电路实现同相比例运算。
同相比例运算电路的特点如下
1．输入电阻很高，输出电阻很低。
2．由于v N= v P= v S，电路不存在虚地，且运放存在共模输入信号，因此要求运放有较高的共模抑制比。
图2同相比例放大电路
减法电路
电路原理：差分式减法运算电路是利用一级运放实现的电路，图1所示。
要进行运算的两路信号分别由运放的同相和反相输入端送入，这是一种差分输入方式。
由于存在着负反馈，电路属于线性电路，因此，可以利用叠加定理分析求解电路输出电压与输入电压之间关系。
图3 减法电路图
当令ui1单独作用时，ui2=0，电路实质是一个反相输入比例电路，如图所示，输出端电压
uo1=-R3*ui1/R2
电阻R2//R3，只起平衡作用，不影响电路输入输出关系。
当u2单独作用时，令ui1=0,此时电路实质是所分析的同相输入比例电路。
分析结果得： uo2=(1+R3/R2)*Rf*ui2/(R+Ri)
最后，利用叠加定理就可以求出输入信号ui1和ui2共同作用时，输出电压为
uo=uo1+uo2=-R3*ui1/R2+R3*ui2/R2=R3(ui2-ui1)/R2 若取R3=R2，则有 uo=ui2-ui1从而实现对输入信号的减法运算。
减法运算也可以看成是对两个输入信号的差进行放大，所以此电路也广泛应用于自动检测仪器中，实现对输入信号的检测。
3.5电路仿真
3.6PCB电路设计
图5 PCB图
3.7可靠性和抗干扰设计
抗干扰的应用包括避免强磁场，补偿导线加屏蔽动力电缆，与信号线、分开布线、保持距离。
系统产生干扰的原因有很多，在工业生产过程中实现监视和控制需要用到各种自动化仪表、控制系统和执行机构，它们之间的信号传输既有微弱到毫伏级、微安级的小信号，又有几十伏，甚至数千伏、数百安培的大信号；既有低频直流信号，也有高频脉冲信号等等，构成系统后往往发现在仪表和设备之间信号传输互相干扰，造成系统不稳定甚至误操作。
出现这种情况除了
每个仪表、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响外，还有一个十分重要的因素
就是由于仪表和设备之间的信号参考点之间存在电势差，因而形成“接地环路”造成信号传输过程中失真。
因此，要保证系统稳定和可靠的运行，“接地环路”问题是在系统信号处理过程中必须解决的问题。
解决“接地环路”的方法根据理论和实践分析，有三种解决方案：第一种方案：所有现场设备不接地，使所有过程环路只有一个接地点，不能形成回路，这种方法看似简单，但在实际应用中往往很难实现，因为某些设备要求必须接地才能保证测量精度或确保人生安全，某些设备可能因为长期遭到腐蚀和磨损后或气候影响而形成新的接地点。
第二种方案：使两接地点的电势相同，但由于接地点的电阻受地质条件及气候变化等众多因素的影响，这种方案其实在实际中无法完全能做到。
第三种方案：在各个过程环路中使用信号隔离方法，断开过程环路，同时又不影响过程信号的正常传输，从而彻底解决接地环路问题
4设计心得和体会
通过本次课程设计。
我了解常用电子元器件基本知识（电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路），增加了自己的知识面对自己所学的知识有了新的认识，并且运用到实践，对软件的掌握也更加熟练，了解了印刷电路板的设计和制作过程，掌握了电子元器件选型的基本原理和方法，了解了电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧，并利用仿真软件进行电路的调试，但是对于软件使用方面仍有不足，在今后应该加强.
【参考文献】
[1]徐德炳译，《传感器的接口及信号调理电路》，北京：国防工业出版社，1984
年
[2]刘宏，《电子工艺实习》，广州：华南理工大学出版社，2009年
[3]俞雅珍，《电子工艺技术》，上海：复旦大学出版社，2007年
[4]康华光，《模拟电子技术》，北京：高等教育出版社，2004年
附录1：电路原理图
附录2：PCB图
附录3：PCB效果图。