基于热电偶传感器的电炉温度检测系统
基于热电偶的温度测试仪设计
基于热电偶的温度测试仪设计摘要：基于热电偶的温度测试仪，该仪器是以AT89C51单片机为核心，由AD590，由热电偶测量热端温度T，该热电偶采用K型热集成温度传感器测量冷端温度T电偶（镍铬-镍硅热电偶）。
它们分别经过I/V转换和线性放大，分时进行A/D转换，转换后的数字信号送入AT89C51单片机，经单片机运算处理，转换成ROM地址，再通过二次查表法计算出实际温度值，此值送4位共阴极LED数码管显示。
该热电偶测温仪的软件用C语言编写，采用模块化结构设计。
关键词：热电偶，冷端温度补偿，89C51单片机，ADC0809，线性化标度变换Abstract:Thermocouple-based temperature testing instrument, the instrument is based on AT89C51 microcontroller as the core, from AD590 integrated temperature sensor measures the cold junction temperature T0, measured by the thermocouple hot-side temperature T, the use of K-Thermocouple Thermocouple ( Ni-Cr - Ni-Si thermocouple). They are through the I / V conversion and linear amplification, time for A / D conversion, the converted digital signal into the AT89C51 microcontroller, microcontroller operation after processing into ROM address, and then through the second look-up table method to calculate the actual temperature value, this value is sent to four common cathode LED digital tube display. The thermocouple thermometer software with C language, using a modular structure design.Keywords:Thermocouple, cold junction temperature compensation, 89C51 microcontroller, ADC0809, linear scale transformation目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1冷端采集和补偿电路模块 (4)3.1.1 AD590介绍 (4)3.1.2冷端采集和补偿电路分析 (6)3.2热端放大电路模块 (6)3.3A/D转换器ADC0809 (7)3.4单片机模块 (8)3.5LED显示模块 (11)4 软件设计 (13)4.1主程序 (13)4.2A/D转换子程序 (13)4.3线性化标度变换子程序 (15)5 系统调试 (18)5.1调试软件介绍 (18)5.1.1 ISIS简介 (18)5.1.2 Keil C51简介 (18)5.2硬件调试 (18)5.3软件调试 (19)5.4硬件软件联调 (20)6系统技术指标及精度和误差分析 (21)7设计小结 (22)8总结与体会 (23)9参考文献 (24)附录1：电路总图 (25)附录2：软件代码 (26)1 前言温度是表征物体冷热程度的物理量，温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。
由热电偶构成的温度检测系统
QQQQQQQ辽宁工业大学《单片机与接口技术》课程设计（论文）题目：由热电偶构成的温度检测系统院（系）：信息科学与工程学院专业班级：自动化043学号： 040302081学生姓名：李明伟指导教师：教师职称：起止时间：2007.7.2-2007.7.15课程设计（论文）任务及评语辽宁工学院课程设计说明书（论文）目录第1章方案论证 (1)1.1 热电偶简介 (1)1.2 热电偶温度检测系统应用场合及说明 (2)第2章热电偶构成的温度检测系统硬件设计 (3)2.1 控制器 (3)2.2 信号放大电路接口电路设计 (3)2.3非易失外部数据存储器的扩展 (6)2.4 图形液晶显示器（LCD） (6)2.5 图形液晶控制电路 (7)2.6 热电偶测量信号处理电路 (9)2.7 热电偶冷端补偿电路 (10)2.8 微型打印机接口电路 (10)第3章软件设计 (11)3.1程序流程图设计 (11)3.2 程序清单 (11)第4章程设计总结 (15)参考文献 (16)第1章方案论证1.1 热电偶简介热电偶在温度测量中应用极为广泛,因为它构造简单,使用方便,具有较高的准确度,温度测量范围宽.常用热电偶可测范围为-50至1600度,若用特殊材料,其测温范围可扩大为-180至2800度.热电偶是利用热电效应制成的温度传感器。
图1-1 检测系统原理框图图1-2 热电偶温度检测系统框图1.2 热电偶温度检测系统应用场合及说明该系统主要应用在焊接接头温度场,热处理冷却介质冷却特性等领域的温度检测.系统可对温度随时间变化的结果进行检测,从而得到温度T和时间t的关系曲线.该系统以热电偶做检测环节，采用AD693进行信号调理，以AduC831为控制器，该CPU兼有A/D转换和D/A功能，配有640KB的非易失RAM 数据存储器，CPU连接320*240点阵的图形LCD液晶显示器进行汉字、图形、曲线和数据显示，采用8路键盘，配有微型打印机,可以现场打印输出结果,也能和PC机联机,把现场检测的数据上传到PC机进行进一步处理,显示,打印和存档。
基于热电偶的炉温检测系统设计
课程设计说明书(论文) 题目基于热电偶的炉温检测系统设计课程名称检测技术课程设计院系专业班级学生姓名学号设计地点指导教师课程设计任务书课程名称检测技术与系统课程设计院（系、部、中心）专业班级姓名起止日期指导教师5．课程设计进度安排起止日期工作内容第1天布置设计任务，熟悉课题，查找资料；第2天结合测控对象，确定系统结构，选择合适的传感器，设计调理电路；第3天选择合适的单片机，设计其外围电路；第4天设计电路参数，有条件情况下，在实验室进行实验，进一步理解测量电路输入输出关系，书写课程设计报告；第5天设计答辩。
6．成绩考核办法平时表现30%，设计成果40%，答辩表现30%.教研室审查意见：教研室主任签字：年月日院（系、部、中心）意见：主管领导签字：年月日目录1引言........................................................................................................... .......... . (6)2 总体设计.................... .......... .. (6)3 具体设计 (7)3.1传感器选用 (7)3.2热电偶传感器与单片机的硬件接口设计................................................ . (7)1)热电偶温度传感器信号放大电路 (7)2) A/D(模数)转换电路 (8)3）锁存器类型 (10)4）烘箱温度加热电路设计 (10)5）动态显示及键盘接口电路 (11)6)总电路图 (12)3.3热电偶传感器与单片机的软件接口设计 (13)4 结论.............................................................................................. . (16)5 参考文献 (16)基于热电偶的炉温检测系统设计1. 引言温度是表征物体冷热程度的物理量,是实际生活中经常需要测试和控制的参数，它与人们的生活息息相关。
基于热电偶的智能温度表软件设计-机械、力学-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要本次课题设计所选用的温度测量元件是热电偶，它以AT89C51单片机为核心组成部分，并通过AD590集成温度传感器的作用下进行测量，并以一端温度0℃为标准，即冷端温度T0，再对热量较高的另一端进行测量，即热端温度T。
本次设计所使用的是K型热电偶，它是目前使用量比较大的一种廉金属热电偶，它的工作原理是通过I/V转换，再结合线性放大，使其完成分时A/D转换，在转换完成后所输出的数字信号会传递给单片机，经由单片机进行计算，进而得到ROM地址，此时便可以进行二次查表，得出最终的温度值，该值会通过LED 数码管来显示。
热电偶软件需要用到C语言、模块化设计来实现。
关键词：热电偶冷端温度补偿 89C51单片机线性化标度变换AbstractThe temperature measuring element selected for this project design is a thermocouple. It uses the AT89C51 single-chip microcomputer as the core component and measures through the AD590 integrated temperature sensor. The temperature at one end is 0°C, which is the cold end temperature T0 Then measure the other end with higher heat, namely the hot end temperature T. This design uses a K-type thermocouple, which is a cheap metal thermocouple with a large amount of current use. Its working principle is through I/V conversion, combined with linear amplification to complete time-sharing A/ D conversion, after the conversion is completed, the digital signal output will be passed to the single-chip microcomputer, and then calculated by the single-chip microcomputer, and then the ROM address can be obtained. At this time, a second lookup table can be performed to obtain the final temperature value, which will be passed through the LED Tube to display. Thermocouple software needs to use C language, modular design to achieve.Keywords: Thermocouple cold junction temperature compensation 89C51 microcontroller linear scale transformation目录第一章绪论 (4)1.1 前言 (4)1.2 国内外智能温度检测技术的发展 (5)1.2.1国内外测温技术现状 (5)1.2.2 国内外温度检测技术发展 (5)1.3 课题研究内容 (6)第二章整体方案设计 (6)2.1 设计原则 (6)2.2 整体设计思路 (6)2.3 整体设计框图 (7)第三章系统的硬件电路设计 (7)3.1 单片机模块 (7)3.2 冷端采集和补偿电路模块 (11)3.2.1 AD590介绍 (12)3.3 热端放大电路模块 (14)3.4 A/D转换模块 (16)3.5 LED显示模块 (18)第四章系统的软件设计 (19)4.1 系统的综述 (19)4.2 系统主程序 (20)4.3 A/D转换子程序 (20)4.4 线性化标度变换子程序 (22)第五章系统的分析与调试 (24)5.1调试软件介绍 (24)5.1.1 protues仿真 (25)5.1.2 Keil C51 (25)5.2 硬件调试 (25)5.3 软件调试 (25)5.4 软硬件联合调试 (27)5.5 总结 (27)第一章绪论1.1 前言温度作为一种常见的物理量，用来反映的是某物体的冷热程度。
电炉箱恒温自动控制系统原理
电炉箱恒温自动控制系统原理电炉箱恒温自动控制系统原理电炉箱恒温自动控制系统是一种用于控制电炉箱温度的自动化系统。
该系统通过传感器检测电炉箱内部温度，并根据设定的温度值自动调节电炉箱的加热功率，以保持电炉箱内部温度稳定在设定值范围内。
电炉箱恒温自动控制系统主要由以下几个部分组成：1.传感器：传感器是用于检测电炉箱内部温度的装置。
常用的传感器有热电偶、热敏电阻等。
传感器将检测到的温度信号转换成电信号，传送给控制器。
2.控制器：控制器是电炉箱恒温自动控制系统的核心部件。
控制器接收传感器传来的温度信号，并根据设定的温度值计算出电炉箱需要的加热功率。
控制器还可以根据用户的需求进行定时开关机、报警等功能。
3.执行器：执行器是用于控制电炉箱加热功率的装置。
常用的执行器有继电器、晶体管等。
执行器接收控制器发出的控制信号，控制电炉箱的加热功率，以达到恒温的目的。
电炉箱恒温自动控制系统的工作原理如下：1.传感器检测电炉箱内部温度，并将检测到的温度信号传送给控制器。
2.控制器根据设定的温度值计算出电炉箱需要的加热功率，并将控制信号发送给执行器。
3.执行器接收控制信号，控制电炉箱的加热功率，以达到恒温的目的。
4.如果电炉箱内部温度超出设定范围，控制器会发出报警信号，提醒用户进行处理。
电炉箱恒温自动控制系统的优点是可以自动调节电炉箱的加热功率，保持电炉箱内部温度稳定在设定值范围内，从而提高电炉箱的加热效率，延长电炉箱的使用寿命。
此外，该系统还可以根据用户的需求进行定时开关机、报警等功能，提高了电炉箱的智能化程度。
总之，电炉箱恒温自动控制系统是一种非常实用的自动化系统，可以有效提高电炉箱的加热效率和使用寿命，为用户带来更加便利的使用体验。
热电偶检定炉温场测试自动化系统
中图分 类号 ： Ｈ １ Ｔ ８１
文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：６ ２—１ １ （０ ０ ０ —０ ５ —０ １７ ６ ６ ２ １ ）７ ０ １ ３
随着 热 电偶 自动 检 定 系 统 越来 越 广 泛 的研 究
值 即为轴 向温 场分 布 ， 表达 式如 下 ［ ： 其 ］
Ａｔｍｏ＝ Ａ ￡０ Ｓ ￡ （ Ｅ（ ／ （ ） ） （） １
式 中 ： Ｅ（ 为 移动偶 在 ｉ 相对 于 “ ” 的热 电 Ａ ｍ０ 点 ０点
联 ， 成微差 热 电偶 。直 接测量 两 支标准 偶 的微差 组
电势值 ， 出 的电势值 减 去两支 标 准偶 的静差 再转 测 换 为温 度 即 为 温 差 ＿ 。在 测 量 前 ， 满 足 以下 要 １ ｊ 应
分 热 电动势值 为 １ ．４￣ ＂ 。 １ ５ ｔ Ｃ） Ｖ／
Ａ ￡Ｏ： △Ｅ（ 一 △ ｆ Ｅ（ ｉ ） 小 Ｅ（０ ） （） ２
１ 热 电偶 检 定 炉 温 场 测试 的原 理
温度 场 的 测试 主要 分 为轴 向温 场 和径 向温 场 的测试 。测 试 采 用微 差 法 。将 两 支 热 电偶 反 向 串
进行 移 动测 出 一５ 一４ 一３ 一２ 一１ ０ １ ２ ３ ４ ５ ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，
２ 温 场 测 试 系统 的结 构
２ １ 定 位 装 置 与检 定 炉 的 连接 ．
定位装 置 的与 检定 炉 的连接 如 图 ２所 示 。
各 点 的微 差 电势值 ， 测得 的微 差 电势值 减去两 支 将 标 准偶 的静差 再 除 以设 定 温度 点 的微 分 热 电动 势
和应 用 ， 电偶 的检 定 工作有 了很 大 的改进 。在 进 热
温度传感器—热电偶测温实验
温度传感器—热电偶测温实验一、实验原理：由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路，当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，此电势即为热电势。
图1 热电偶测温系统图图1中T 为热端，To 为冷端，热电势Et=)T ()T (o AB AB本实验中选用两种热电偶镍铬—镍硅（K ）和镍铬—铜镍（E ）。
实验所需部件：K 、E 分度热电偶、温控电加热炉、214位数字电压表（自备） 二、实验步骤：1、观察热电偶结构（可旋开热电偶保护外套），了解温控电加热器工作原理。
温控器：作为热源的温度指示、控制、定温之用。
温度调节方式为时间比例式，绿灯亮时表示继电器吸合电炉加热，红灯亮时加热炉断电。
温度设定：拨动开关拨向“设定”位，调节设定电位器，仪表显示的温度值℃随之变化，调节至实验所需的温度时停止。
然后将拨动开关扳向“测量”侧，（注：首次设定温度不应过高，以免热惯性造成加热炉温度过冲）。
2、首先将温度设定在50℃左右，打开加热开关，热电偶插入电加热炉内，K 分度热电偶为标准热电偶，冷端接“测试”端，E 分度热电偶接“温控”端，注意热电偶极性不能接反，而且不能断偶，214位万用表置200mv 档，当钮子开关倒向“温控”时测E 分度热电偶的热电势，并记录电炉温度与热电势E 的关系。
3、因为热电偶冷端温度不为0℃，则需对所测的热电势值进行修正E （T ，To ）=E(T,t 1)+E(T 1,T 0)实际电动势＝测量所得电势 ＋温度修正电势查阅热电偶分度表，上述测量与计算结果对照。
4、继续将炉温提高到70℃、90℃、110℃和130℃，重复上述实验，观察热电偶的测温性能。
三、注意事项：加热炉温度请勿超过150℃，当加热开始，热电偶一定要插入炉内，否则炉温会失控，同样做其它温度实验时也需用热电偶来控制加热炉温度。
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。
基于K型热电偶的温度测量系统设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---英文摘要 (2)1 绪论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2国内外研究现状 (3)1.3研究主要内容 (4)2 基于K型热电偶的温度测量系统总体设计 (6)2.1设计要求 (6)2.2总体方案 (7)2.3功能介绍 (6)3 基于K型热电偶的温度测量系统硬件设计 (8)3.1核心控制系统设计 (8)3.2温度采集系统设计 (9)3.2.1K型热电偶传感器 (9)3.2.2 ADC转换模块 (11)3.3LCD显示系统设计 (12)3.4电源模块电路设计 (14)4 基于K型热电偶的温度测量系统软件设计 (15)4.1主程序流程 (15)4.2温度采集流程 (16)4.3显示程序流程 (16)4.4软件仿真 (17)4.4.1仿真环境 (17)4.4.2工作流程 (18)4.4.3仿真结果 (19)5 结论 (21)谢辞 (22)参考文献 (23)基于K型热电偶的温度测量系统设计摘要：K型热电偶不接触被测物中，目的是避免热平衡状态的变化，测量的敏感，响应速度快，良好的响应特性，常用于检测1000℃以上运动中的高温物体。
该测温系统结合单片机，设计以K型热电偶为温度传感器的温度测量系统。
其测量系统的测量温度可以分为三个档位，分别是高温档（500℃以上）中温档（100-500℃）低温档（100℃以下），使用前先预估待测物体温度选择合适的档位测量以提升测量精度。
通过温度传感器DS18B20在STM32L476芯片控制下进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度。
关键词：单片机；热电偶；温度测量系统Design of temperature measurement system based on K-type thermocoupleAbstract：Non-contact temperature measurement will not be in contact with the measured object. It avoids changing the thermal equilibrium state of the object. It is sensitive when measuring. The response speed is fast and the response characteristics are good. It is usually used to detect high temperature objects in the movement of 1000°C and above. This text combines the advantage of the one-chip computer, design based on 51 one-chip computer non-contact temperature measurement system. Based on 51 single-chip non-contact temperature measurement system, the measurement temperature is divided into three gears, which are high temperature file (above 500°C), medium temperature file (100-500°C), low temperature file (below 100°C), and the object to be measured is estimated before use. Temperature Select the appropriate gear measurement to improve measurement accuracy. By using the STM32L476 chip to control the temperature sensor DS18B20 for real-time temperature detection and display, it is possible to quickly measure the ambient temperature.Keywords:single chip microcomputer; non-contact; temperature measurement; design基于K型热电偶的温度测量系统设计1 绪论1.1研究背景及意义当今社会，随着科学技术发展迅猛，社会生活水平也快速提高，企业对生产也有了更高的要求:信息化、科学化、自动化。
基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计--毕业论文-毕业设计资料
本科毕业设计题目基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计学生姓名专业班级学号院（系）指导教师目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1绪论 (1)2系统原理概述 (3)2.1快速测温的算法实现 (3)2.2热电偶测温基本原理 (4)2.3热电偶冷端补偿方案确定 (5)2.3.1分立元气件冷端补偿方案 (5)2.3.2集成电路温度补偿方案 (6)2.3.3方案确定 (7)2.4硬件组成原理 (7)2.5软件系统工作流程 (7)3硬件设计 (9)3.1热电偶简介 (9)3.1.1热电效应 (9)3.1.2热电偶基本定律 (11)3.1.3热电偶温度补偿 (11)3.1.4热电偶的结构形式 (12)3.1.5K型热电偶概述 (13)3.1.6K型热电偶特点 (14)3.2具有冷端补偿的数字温度转换芯片MAX6675功能简介.. 143.2.1冷端补偿专用芯片MAX6675性能特点 (15)3.2.2冷端补偿专用芯片MAX6675温度变换 (16)3.2.3冷端补偿专用芯片MAX6675的冷端补偿问题 (17)3.2.4冷端补偿专用芯片MAX6675的热补偿跟噪声补偿问题 (17)3.2.5冷端补偿专用芯片MAX6675测量精度的提高方法 (17)3.2.6冷端补偿专用芯片MAX6675的温度读取 (17)3.3单片机选择及部分功能简介 (18)3.3.1AT89C51单片机的SPI实现 (20)3.4路同相三态双向总线收发器74LS245 (21)3.5硬件电路详细设计 (21)3.5.1温度采集电路 (21)3.5.2显示电路 (22)3.5.3报警电路 (24)3.5.4单片机控制电路 (25)4软件设计 (26)4.1主程序设计 (27)4.2温度采集转换程序设计 (28)4.3显示程序设计 (30)5系统仿真 (31)5.1Proteus概述 (31)5.2系统仿真结果 (31)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计摘要本文主要介绍了基于热电偶温度传感器的快速测温系统的设计。
基于热电偶的温度测量电路设计报告
基于热电偶的温度测量电路设计报告基于热电偶的温度测量电路设计报告基于热电偶的温度测量电路设计第一章摘要 (1)第二章引言 (1)第三章电路结构设计 (2)3.1 热电偶的工作原理 (2)3.2 冷端补偿电路设计 (3)3.3 运算放大器的设计 (4)第四章参数的计算 (5)4.1 补偿电路的计算 (5)4.2 运算放大器的计算 (7)4.3 仿真器仿真图示 (8)第五章基于DXP2021的电路设计 (11)5.1 PCB工程的建立及原理图的绘制 (11)5.2 PCB板图的生成以及布线 (12)5.3 PCB格式输出制电路板...................................................12 心得体会..............................................................................13 参考文献 (13)本文所要设计的是基于运算放大器的具有冷端补偿的热电偶测温。
所要设计包括三部分，热电偶，冷端补偿，运算放大器。
热电偶选用的为K型热电偶，补偿采用是桥式补偿电路，运算放大器则用的是运放比例较大而输出阻抗比较小的仪器仪表放大器。
本文从电路的原理开始，从电路的设计到参数的设计，从电路Multisim仿真图到DXP原理图的绘制及PCB工程的输出，最后制出电路板，涵盖设计各个方面。
关键词：热电偶冷断补偿放大器仿真图 DXP2021 PCB工程在工业生产过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一，在温度测量中，热点偶的应用极为广泛，它具有结构简单，制作方便，测量范围广，精度高，惯性小和输出信号便于远传等许多优点。
另外，由于热电偶是一种有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量炉子，管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。
热电偶作为一种温度传感器，热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。
基于STC12C5A60S2单片机热电偶温度检测系统设计测控系统综合设计
测控系统综合设计一、设计目的1、了解热电偶的基本概念，掌握热电偶的工作原理；2、掌握热电偶的基本定律、基本类型、温度补偿方法、使用热电偶的测温方法；3、掌握热电偶温度测量系统设计方法，学会独立思考、解决问题的能力。
二、设计任务1、收集资料，阅读文献，了解热电偶测温原理。
2、设计热电偶温度补偿电路，信号放大电路，A/D采样电路及信号的处理显示电路。
3、编写程序实现热电偶温度系统设计，画Protell99电路图。
三、设计内容1、热电偶工作原理：热电偶是一种感温元件，热电偶由两种不同成份的均质金属导体组成，形成两个热电极端。
温度较高的一端为工作端或热端，温度较低的一端为自由端或冷端，自由端通常处于某个恒定的温度下。
当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在塞贝克电动势—热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。
测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。
热电偶温度测量由如图所示三部分组成：1）、热电偶2）、毫伏测量电路或毫伏测量仪表3）、连接热电偶和毫伏测量电路的补偿导线与铜线图1 热电偶连接示意图2、工业用普通热电偶结构图2 工业用普通热电偶结构图➢热电极（材料的热电特性稳定）；➢绝缘套管（防止电极间短路）；➢保护套管（隔离电极与介质，免受机械损伤或化学腐蚀等）；➢接线盒。
铂铑10-铂热电偶分度表3、常用的热电偶1）、热电偶名称的含义：前面为正极，后面为负极，下脚标为某种金属的含量。
2）、分度号：代表温度范围和输出电压等级。
热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。
其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。
3)、分度表：温度与热电动势之间的关系。
图3 S型(铂铑10-铂)热电偶分度表分度表每10℃分档,中间值按内插法计算:式中：tM—被测温度值；tH —较高的温度值；tL — 较低的温度值；EM 、EH 、EL — 分别为温度tM 、tH 、tL 对应的热电势4、铂铑10—铂热电偶(S 型)正极：铂铑合金丝,用90％铂和10％铑(重量比)冶炼而成。
基于热电偶传感器的智能测温仪设计
XXXXXXXXXXX本科毕业论文（设计）二〇一四 年 五 月 十日题 目 基于热电偶传感器的智能 测温仪设计作 者 XXXXX 学 院信息科学与工程学院 专 业电子信息科学与技术 学 号 XXX 指导教师 XXX湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立开展工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或创作过的作品成果。
对本文工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本科毕业论文（设计）作者签名：二0一四年五月十日摘要在工农业生产过程中，温度是一个非常重要的物理参数，温度检测类仪表作为温度测量工具也因此得到了广泛应用。
热电偶有成本低、准确度高和测温范围宽等优势，自然成为工业应用中优先考虑的方案。
为获得准确的测温值，本论文将微机技术与热电偶传感器结合起来，设计了较高精度较高集成度的智能测温仪表。
跟传统热电偶测温方案相比该设计采用了数字集成芯片MAX6675，该芯片集成了A/D转换器、冷端补偿及SPI 串口的热电偶放大器与数字转换器，这使得仪表的精度跟集成度得到提升的同时也降低了设计的复杂度。
该论文主要由测量仪表的软件设计、硬件设计两个部分组成。
热电偶测温仪表硬件主要由单片机最小系统电路、MAX6675数据采集与转换电路、数码管显示电路、串口通信电路、报警电路五个部分组成。
软件部分主要由数据读取程序、串口通讯程序、数码管动态扫描显示程序等程序模块组成。
设计的测温软件程序可以在51单片机上移植。
关键词：智能仪表；K型热电偶；温度测量；MAX6675；AT89S51ABSTRACTIn the industrial and agricultural production process, the temperature is a very important physical parameters , temperature detection instrumentation for temperature measurement tool class and therefore widely used . Thermocouple low cost , high accuracy and wide temperature range and other advantages, will naturally become a priority in industrial applications programs . In order to obtain an accurate temperature measurement value , this paper will microcomputer technology and thermocouple sensors combine high precision design of a high degree of integration of intelligent Thermometer . Compared with the conventional thermocouple program designed using digital integrated chip MAX6675, the chip integrates the A / D converter , serial interface SPI cold junction compensation and thermocouple amplifier and digital converter. This makes integration with precision instrumentation has been improved , while also reducing the complexity of the design. The paper mainly consists of measuring instruments software design, hardware design of the two parts. In this design , first introduced the hardware part of the thermocouple thermometer table. Thermocouple Thermometer hardware consists of five parts: the smallest single-chip system circuit , MAX6675 data acquisition and conversion circuits , digital display circuit , serial communication circuit , alarm circuit . Software part consists of the following modules: data reading program , serial communication program , the digital display dynamic scanning procedures routines. Software program designed temperature can be used in the 51 MCU .Keywords:intelligent instrument; K-type thermo-couple; temperature measurement;MAX6675; AT89S51目录诚信声明 (I)摘要 (II)ABSTRACT (III)第一章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (1)1.2研究现状及发展趋势 (1)1.2.1国内外测温研究现状 (1)1.2.2发展趋势 (2)1.3研究思路及主要内容 (3)第二章系统方案论证与总体设计 (4)2.1 系统方案论证 (4)2.1.1 热电阻测温系统 (4)2.1.2红外测温系统 (4)2.1.3热电偶测温系统 (4)2.2方案选型与总体设计 (4)2.3本章小结 (5)第三章仪表的硬件设计 (5)3.1温度的数据采集与前期数据处理模块 (6)3.1.1 K型热电偶 (6)3.1.2 K型热电偶串行模数转换器MAX6675 (7)3.1.3 MAX6675与AT89S51 单片机的接口 (9)3. 2 AT89S51与PC机串口通讯模块 (10)3.2 .1 RS-232C标准 (10)3.2.2 MAX232芯片简介 (10)3.2.3单片机的串行口工作方式 (11)3.2.4接口电路 (11)3.3蜂鸣器报警与报警温度值设定模块 (12)3.4 LED数码管显示模块 (12)3.5 AT89S51单片机最小系统模块 (12)3.5.1 AT89S51单片机 (12)3.5.2片内振荡器和时钟电路 (13)3.5.3单片机复位电路 (13)3.6 本章小结 (14)第四章软件设计 (15)4.1 KeilC51集成开发环境简介 (15)4.2 基于KeilC51软件编程设计 (15)4.2.1 主程序流程图 (15)4.2.2 读取MAX6675数据程序 (15)4.2.3 报警温度值设定程序 (17)4.2.4串口通讯程序 (17)4.2.5数码管显示子程序 (17)4.3本章小结 (19)第五章仿真 (20)5.1proteus简介 (20)5.2仿真步骤 (20)5.2.1建立仿真电路原理图 (20)5.2.2导入程序 (20)5.3仿真结果 (21)5.3.1测温模块与报警模块 (21)5.3.2 串口通讯模块仿真 (22)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录A 硬件原理图 (27)附录B 设计程序 (28)第一章绪论1.1 研究背景和意义1.1.1 研究背景温度是所有物理现象中一个最基本的物理现象，它是应用于生产过程中最基础、最普通的工艺参数。
项目单元8 热电偶传感器--热水器加热炉温度检测单元设计制作-PPT精选文档
－铠装型热电偶
－薄膜热电偶等。
普通型热电偶结构
保护管
绝缘管
热端
接线盒
热电极
铠装型热电偶
接线盒 固定装置 B 金属导管 绝缘材料 B- B
B
A A放大
热电极
优点：测温端热容量小，动态响应快；机械强度高， 挠性好，可安装在结构复杂的装置上。
项目单元8 热电偶传感器--热水器 加热炉温度检测单元设计制作
8.1 项目描述 8.2 相关知识 8.3 热电式传感器认知 8.4 项目参考设计方案 8.5 项目实施
8.1 项目描述
本项目单元即利用热电式传感器热电偶设计制作燃气热水器加热炉温 度检测显示单元
图8.1燃气热水器的内部结构
8.1.1 项目要求
8.2 相关知识
8.2.1 温度测量的基本概念 1．温度的基本概念 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度的概 念是以热平衡为基础的，如果两个相接处的物 体温度不相同，它们之间就会产生热交换，热 量将从温度高的物体向温度低物体传递，直到 两个物体温度相同为止。 温度的微观概念是：温度标志着物质内部大量 分子的无规则运动的剧烈程度。温度越高表示 物体内部分子热运动越剧烈。
3．温度测量及传感器分类
8.2.2 热电偶传感器的工作原理及实用电路
1．热电偶工作原理 （1）热电效应 将两种不同成分的导体组成一闭合回 路。当闭合回路的两个结点分别置于 不同的温度场中时，回路中将产生一 个电势，该电势的方向和大小与导体 的材料及两结点的温度有关，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”，产生的电势则称为 “热电势”，热电偶的两个结点，一 个称为工作端或热端，另一个称为自 由端或冷端。
FTS加热炉双探头测温系统
FTS加热炉双探头测温系统众所周知，准确获取加热炉内坯料的真实温度，对提高加热炉系统的控制精度，节能降耗、具有重大意义。
目前对大多数加热炉系统来说，其测温方式主要依靠热电偶，但用热电偶测量加热炉的温度主要有以下几个方面的问题：1、热电偶仅能测量加热炉内炉气的平均温度，无法测量坯料的真实温度。
2、热电偶的性能在加热炉恶劣环境下较差，因此测量误差大。
3、热电偶的响应速度慢。
基于上述热电偶在高温测量中的缺点，推荐LAND公司开发专用于加热炉的FTS双探头测温系统。
FTS双探头测温系统通过两个测温探头，对加热炉内坯料的温度实现连续监测，准确测量钢坯真实温度，对节能降耗具有重要意义。
一、系统原理主探头采用3.9微米红外辐射测温探头，直接对准炉内的坯料。
此时，由该探头所给出的输出，既包括坯料自身的辐射能量，同时也包括加热炉炉壁等环境反射能量。
另一个探头测量背景辐射能量。
两个探头所采集到的信号经过处理后，排除了背景辐射的影响，从而得到坯料的真实温度。
系统采用一个远程的处理单元，根据两路温度信号计算出坯料的真实温度。
主信号由特殊设计的FTS加热炉测温仪或R型或S型的热电偶输入。
处理器将背景辐射能量和目标辐射能量在远程处理单元进行处理，提供4～20mA的线性电流输出，所提供的为坯料的真实温度。
坯料真实温度值将显示在处理器的面板上。
用户也可选用RS232C或RS485接口协议，实现与微机的连接。
二、系统组成探头、处理器、探头保护装置（含探头保护套、后盖、空气吹扫、耐高压窗口、瞄准补偿器、阀门、空气过滤系统等）三、应用该系统的测量精度高，性能稳定可靠，在国外已有二十余年的成功应用。
近年来，国内多家大型钢厂应用取得明显效果。
此套高精度测量系统同样可以用在其它由煤气或重油作为燃料的炉子系统测温上。
该系统也可以用在具有同样环境的其它加热炉系统中。
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传感器与检测技术
大作业
基于热电偶传感器的电炉温度检测系统
一、测温传感器的选择
目前，市场上温度传感器的种类有许多，按照用途分可分为基准温度计和工业温度计；按照测量方法可分为接触的与非接触的等。
根据成本、准确度及测温范围不同，选择不同的传感器。
下面是一些温度传感器的比较：
在工业化中电炉的温度一般在1000℃以上，而且长时间高温，温度测量的相应程度与准确度要好，因此这对温度传感器提出很高的要求。
热电偶传感器具有装配简单，抗震性好，精确度高，相应时间快，使用寿命长，最重要的是耐高温。
故择热电偶测量电炉温度的原因有以下4点：
1)属于自发电型传感器，因此测量时可以不需要外加电源，可直接驱动动圈式
仪表。
2)结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制，可按照需求选
择。
3)测量范围广，高温热电偶可达1800摄氏度以上，低温热电偶可达-260摄氏
度
4)测量准确度较高，各温区中的误差均符合国际计量委员会的标准。
热电偶的工作原理的热电效应，两种不同成份的导体两端接合成回路时，当两接合点温度不同时，就会在回路内产生热电势。
如果热电偶的测量端与补偿端端存有温差时，显示仪表将会显示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
热电偶的特性：
1)中间导体定律：在热电偶回路中插入第三种（或多种）均质材料，只要所插
入的材料两端连接点温度相同，则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势。
这条定律表明在热电偶回路中可拉入测量热电势的仪表，只要仪表处于稳定的环境温度即可。
同时还表明热电偶的接点不仅可经焊接而成，也可以借用均质等温的导体加以连接。
2)热电偶的热电势将随着测量端温度的升高而增加，热电势的大小只和热电偶
导体材质和两端的温度有关，与热电极的长度、直径无关。
二、电炉测温方案论证
你本测温系统根据单片机为微控制器，对系统有2种设计方案：
方案一：系统由热电偶和集成温度传感器AD590测量热端和冷端温度，采用数据采集卡实现信号采集并传输给计算机。
根据热电偶中间温度定律，利用计算机采用查表和曲线拟合进行非线性校正及冷端补偿。
本系统将滤波、非线性和冷端补偿等功能由软件实现，简化了电路设计，提高了系统的
稳定性和测量精度，但成本较高。
方案二：根据模电、数电等知识，在不同的温度下热电偶产生不同的电动势，经过运算放大器组成的仪表放大器电路，输出与放大倍数有关的相应0到5V的压降，再由ADC0804模数转换器采集并送给单片机处理数据把测得温度送到液晶屏上。
不同的温度产生不同的压降，且基本上呈线性规律。
所以放大压直接送单片机处理并显示。
方案论证：从精确度来看，方案一好，但方案二电路实现简单，占用内存较小，抗干扰能力强，成本较低。
所稳定性好可选用方案一测量电路，若考虑便于与单片机接口连接，方案二最方便。
因此本系统中选用方案二。
三、电炉温度检测系统工作原理
查阅文献资料，热电偶的两种金属材料只有有多种组合形式满足电炉的抗高温的要求，但实际生产中用铂铑30/铂铑6热电偶。
其分度号为s,正极是90%铂和10%铑的合金,负极为纯铂丝。
这种热电偶的优点是能容易制备纯度极高的铂铑合金,因此便于复制,且测温精度高,可作为国际实用温标中630.74—1064.43℃范围内的基准热电偶。
其物理化学稳定性高,宜在氧化性和中性气氛中使用;它的熔点较高,故测温上限亦高。
在工业测量中一般用它测量1000℃以上的温度,在1300℃以下可长期连续使用,短期测温可达1600℃。
所以我选择这种电偶。
在工业生产中，测温范围从几百度到一千多摄氏度，而普遍的测量的方法是用直接接触测温法。
直接测温法是指采用各种型号与规格的热电偶，用焊接与粘贴的方法，将热电偶与被测物体接触，然后将把热电偶接到显示器上组成测温系统。
同时为了减少误差，要在测量端的地方应加上足够长的保温材料保温。
测温元件——热电偶温度计。
它是一种感温元件 , 把温度信号转换成热电动势信号 , 通过电气仪表转换成被测介质的温度，结构根据热电偶的原理设计。
其电动势的表示公式：
A和B的顺序代表电动势的方向；
k——玻尔兹曼常数；
T——接触处的绝对温度；
e——单位电荷量；
放大元件——采用如下仪表放大器，电路放大差模信号，抑制共模信号，减少输入噪声的影响。
放大电路图如下：
另有部分元件，单片机与显示屏以及AD0804都是成型的模块，再次就不必细说了，剩下就是编程，把传感器得到的数据进行处理显示了。
在测量中得到是模拟信号，所以还需放大转换整数字信号，在传给单片机处理，最后给显示屏。
四、结果与讨论
本实验的误差主要出由于热电偶的热接点具有一定的热容量,热接点从介质中吸收热量后,加热自身提高温度到稳定值需要一定的时间,在时间上总是要滞后于被测介质温度的变化,即测量的指示温度总是滞后于被测介质的实际温度,引起温度偏差,从而产生动态误差。
另外，在高温的情况下，测量线路也会存在能量消耗，所以需要一定的补偿处理。
本实验，虽然实现了测量电炉的温度，但是误差比较大，不稳定，还有许多工业实际因素还未考虑，但是我可以从这里面得到一些思路，如何处理传感器信号，进一步认识了电偶传感器的用法。
五、参考文献
《自动检测技术及应用》——梁森欧阳三泰王侃夫
《传感器与应用电路设计》——赵继文
《传感器技术及其工程应用》——金发庆。