热电偶测温系统设计说明
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。
热电偶测温电路原理图
以前只注重芯片选好芯片调整好电路其实系统的观念一定要养成否则会存在非常大的问题的在这两个系统中存在着误差的问题系统设计的问题其实很多还是系统划分的问题
热电偶测温电路原理图
当时做的热电偶电路非常简单，用了一个ADI公司的热电偶放大器AD595，不过这个玩艺非常的贵，而且还不太好买，另 外还尝试了一个直接转成SPI的转换芯片Maxim的Max6675。这个设计问题很多，不过忠于当初的设计理念，把所有的电 路图都发上来。
这里说明一下AD595，这个玩艺还是比较好用的，就是非常贵阿。
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。管脚的可选择性使其可以作为一个线性放大补偿器或者是设置工作点控制器的开关输 出。AD595包含一个热电偶故障报警,如果有热电偶的一脚或双脚开 路,他可以显示报警信号。报警输出有很多种灵活的方 式,包括TTL形式。AD595能够用一个单端+5V电压供电。如果用负电压,则可以测量0℃以下的温度。
这个电路也没啥好说的，具体分析一下总误差和校验后误差和热电阻一起分析，先把电路图和资料放上来。 AD595的 DATASHEET.pdf
点 击 下 载 MAX6675.pdf
热电阻的资料一并上传在这里 电 流 源 .doc
ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释
ntc热敏电阻测温电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文讨论的是NTC热敏电阻测温电路设计。
在现代科技发展中，温度测量是非常重要的一项技术。
NTC热敏电阻作为常见的温度传感器之一，具有精确、可靠、成本低廉等特点，广泛应用于各个领域。
1.2 文章结构本文主要分为五大部分。
第一部分是引言，对文章进行概述说明以及目的阐述。
第二部分详细介绍了NTC热敏电阻的基本知识和特性。
第三部分讨论了温度测量原理及方法，并与其他常见温度测量方法进行比较。
第四部分重点探讨了NTC 热敏电阻测温电路设计的要点，包括选择合适的NTC热敏电阻型号与参数设置、温度补偿与校准技巧以及信号处理与转换电路设计要点。
最后一部分是结论和展望，总结了文章的主要内容并对未来发展进行了展望。
1.3 目的本文的目的是提供关于NTC热敏电阻测温电路设计方面的详细说明和解释。
通过对NTC热敏电阻的介绍和温度测量原理的解析，帮助读者了解如何选择合适的NTC热敏电阻、进行温度补偿与校准，并设计出高效可靠的信号处理与转换电路。
同时，本文还展望了NTC热敏电阻测温技术在未来的发展方向。
2. NTC热敏电阻简介2.1 什么是NTC热敏电阻NTC热敏电阻全称为负温度系数热敏电阻( Negative Temperature Coefficient Thermistor)，是一种根据温度变化而改变阻值的传感器。
它由金属氧化物制成，具有负温度系数特性，即当温度上升时，其电阻值会下降；反之，当温度下降时，电阻值会增加。
2.2 NTC热敏电阻的特性NTC热敏电阻具有许多独特的特性。
首先，它们响应速度快，能够实时测量环境温度。
其次，NTC热敏电阻的响应范围广泛，可覆盖从低至几摄氏度到高达几百摄氏度的整个温度范围。
此外，NTC热敏电阻精确可靠，在稳态和非稳态情况下都能提供准确的温度测量结果。
2.3 应用领域NTC热敏电阻广泛应用于各个领域中的温度测量与控制。
它们被广泛用于家电、汽车、电子设备等领域，在温度测量、过热保护、温度补偿等方面发挥着重要作用。
实验一热电偶测温
实验一热电偶测温一、实验目的1、了解热电偶测温原理，学习热电偶测温技术，提高学生的实验技能和动手能力。
2、掌握电位差计的使用方法，用各种测温线路测量温度。
二、热电偶测温原理和水银温度计测温一样，热电偶测温也被广泛应用于工农业生产和科学研究工作中。
具有适用范围广、耐高温、精确度高等优点，是一种很好的测温方法。
热电偶测温是基于热电效应这一物理现象实现的。
如图1-1所示，用两种不同的金属导线A、B焊接而成的闭合回路称为“热电偶”。
当它的两个接点1、2的温度t1、t2不同时，回路中将产生热电动势，简称热电势，这种现象称为“热点效应”。
热电势的大小与两接点的温度差（t2—t1）和组成回路的导线材料有关。
对于给定的热电偶，则只与两接点的温差有关。
如果保持t1不变（t1=0℃），那么热电势只与t2有关。
t2越大，热电势越大，且有确定的关系。
只要用电位差计G测出回路中的热电势，就可以通过热电势与温度的关系球出被测温度t2。
热电偶电势与温度的关系应在恒温器中用标准温度计标定，并制成图表以供查用。
理论上，任何两种不同的金属导线均可组成热电偶，但实际上为了使热电偶回路有较大的热电势，能耐高温，而且热电势与温度基本上呈线性关系，通常采用下列金属或合金导线配对组成热电偶（见表1—1）热电偶的电极A、B两接点通常用电弧焊、电熔焊、锡焊等焊接在一起。
焊点要求圆滑、直径小、接触好、牢固，增强热电偶的灵敏度和耐用性。
测温时，接点1放在盛有冰水混合物的冰瓶中，维持接点1的温度恒为零摄氏度，称为参比端（或冷端）。
接点2置于待测温度场中，或焊接在被测物体的表面上，称为测量端（或热端）。
回路中接入测量热电势的仪表G（通常使用电位差计或数字电压表），测出电路中的热电势，再由热电势与温度的关系曲线或表格查出被测温度。
热电偶测温线路有两种接法，如图1—2所示。
t1为冷端，t2为热端，A、B为热电偶的正负极，热电偶电极的极性由每种热电偶电极的材料决定，表1—1中给出了每种热电偶电极的极性。
实验一 热电偶制作、校验及其静态特性测试实验(修改)
实验一热电偶制作、校验及其静态特性测试实验一、实验目的1.掌握热电偶测温原理和温度测量系统组成, 学习热电偶测温技术, 提高学生的实验技能和动手能力；2、了解热电偶的制作原理, 学习热电偶的焊接方法；3.掌握电位差计的工作原理及使用方法；4.了解模拟式显示仪表及数字式显示仪表校验方法,从而能较全面的了解与使用显示仪表；5.掌握工业热电偶比较式校验的实验方法；6.掌握热电偶的静态特性测试方法及数据处理技术。
二、实验内容1.根据热电偶的测温原理, 利用实验室提供的热电偶丝等材料制作热电偶, 每组制作2支；2.对选用的显示仪表和电位差计进行校正；3.采用双极比较法设计热电偶校验系统电路, 并对自己制作的热电偶进行校验；4、测定在校验温度点的热电偶电势, 绘制被校热电偶的静态关系曲线；5、设计单点测温线路、温差测温线路、串联和并联测温线路, 画出你所设计的测温线路, 简述设计的测温线路的特点和用途, 并进行实际的测试。
三、实验原理使用中的热电偶由于长期受高温作用和介质的侵蚀, 其热电特性会发生变化, 为了保证测温的准确和可靠, 热电偶应定期进行检定, 若检定结果其热电势分度表的偏差超过允许的数值时, 则该热电偶应引入修正值使用。
如热电偶已腐蚀变质或已烧断, 则应修理或更换后再行检定。
工业热电偶的检定方法有双极比较法, 同名极法等多种, 本实验采用双极比较法进行检定。
其方法是用高一级的标准热电偶与被检偶的工作端处在同一温度下, 比较它们的热电势值, 然后求出被检偶对分度表的偏差, 然后根据表1判断被检偶是否合格, 这种方法设备简单、操作方便, 一次可检定多支热电偶, 常受人们欢迎。
采用此法检定时, 将被检偶与标准偶捆绑扎在一块, 工作端插入管状电炉中间的热电势值与分度表上对应点数据进行比较, 求出被检热电偶的偏差值, 对于镍铬-镍硅热电偶, 通常在400℃, 600℃, 800℃, 1000℃四个整百分数上进行检定。
基于51单片机、K型热电偶、MAX6675的8路温度显示系统
自动化工程训练课程设计学院名称信息科学与工程学院专业班级自动化1202班姓名黎毅刚指导老师刘芳目录第一章绪论第二章方案论证2.1温度采集方案2.2显示界面方案第三章系统整体设计3.1 系统总体分析3.2设计原理第四章各个元器件及芯片简介4.1 AT89C51单片机介绍4.2 K型热电偶简介4.3 MAX6675简介4.4 LCD12864简介第五章各部分电路设计5.1温度采集电路5.2数据处理电路5.3温度显示电路5.4超限报警电路第六章心得体会附录1 硬件仿真图与运行效果展示附录2 软件代码第一章绪论在工业生产中，需要检测工艺生产线的温度，而且这个温度范围还很大。
该系统采集主要以Atmel公司的AT89C51单片机为控制处理核心，由它完成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输。
AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，片内带有一个8KB的可编程／可擦除／只读存储器。
无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。
因此用来设计工业温度检测系统相当的合适。
在本文中，主要说明单片机与K型热电偶以及K型热电偶模数转换器—MAX6675的组合，形成单片机的温度检测系统。
包括：如何针对系统的需求选择合适的温度检测器件，如何根据选择的器件设计外围电路和单片机的接口电路，如何编写控制温度检测器件进行数据传输的单片机程序，并简要介绍数字温度传感器MAX6675的应用。
第二章方案论证2.1温度采集方案方案一：模拟温度传感器。
采用热敏电阻，将温度值转换为电压值，经运算放大器放大后送A/D转换器将模拟信号变换为数字信号，再由单片机经过比较计算得到温度值。
优点：应用广泛，特别是工程领域，采用不同的热敏电阻，可实现低温到超高温的测量。
缺点：必须采用高速高位A/D转换器，系统复杂，成本高，还以引进非线性误差，得通过软件差值修正方案二：采用集成数字温度传感器DS18B20。
晶圆热电偶-概述说明以及解释
晶圆热电偶-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热电偶是一种常用的温度传感器，用于测量物体的温度。
它利用热电效应原理，通过测量两个不同金属接点之间的温差产生的电势差来确定温度。
晶圆热电偶则是一种基于晶圆制备技术的热电偶，具有制备工艺简便、性能稳定等优点。
热电效应是指在两个不同金属或半导体接触的接点处，由于温度差异而产生的电势差。
根据热电效应的类型不同，热电偶可以分为热电势型和热电流型。
热电偶的原理是基于热电效应产生的电势差与温度之间的线性关系，利用这种关系来测量温度。
晶圆热电偶的制备方法主要包括选择合适的金属材料、精确控制制备工艺、对晶圆进行特殊处理等步骤。
通常情况下，选择高温稳定性好、热电效应显著的金属材料作为制备晶圆热电偶的材料。
制备过程中，需要控制金属材料的成分和厚度，并在晶圆表面形成保护层，以确保晶圆热电偶的稳定性和精度。
晶圆热电偶的应用领域广泛，包括但不限于电力、冶金、石油化工、航天航空等领域。
晶圆热电偶可以用于各种温度测量场合，如高温窑炉、炼钢过程中的温度监测、石油化工装置中的温度控制等。
由于晶圆热电偶具有制备工艺简便、性能稳定等特点，因此在实际应用中得到了广泛的应用。
对于晶圆热电偶的性能评估，主要包括测量精度、响应时间、稳定性、抗干扰能力等指标的评价。
测量精度是指晶圆热电偶测量结果与真实温度之间的偏差，响应时间是指晶圆热电偶从温度变化到测量结果发生变化的时间，稳定性是指晶圆热电偶在长时间使用过程中的性能变化情况，抗干扰能力是指晶圆热电偶对外界电磁干扰的抗干扰能力。
综上所述，晶圆热电偶是一种基于晶圆制备技术的温度传感器，具有制备工艺简便、性能稳定等优点。
它的原理是利用热电效应产生的电势差与温度之间的线性关系来测量温度。
在实际应用中，晶圆热电偶被广泛应用于电力、冶金、石油化工、航天航空等领域的温度测量和控制。
对于晶圆热电偶的性能评估，需要考虑测量精度、响应时间、稳定性和抗干扰能力等指标。
（完整word版）热电偶温度计的测温原理、选型及其应用
（完整word版）热电偶温度计的测温原理、选型及其应⽤《⾃动检测技术及仪表》课程设计报告热电偶温度计的测温原理、选型及其应⽤学院：班级：姓名：学号：⽬录⼀摘要 (3)⼆热电偶温度计的测温原理 (3)2.1 热电偶的测温原理 (3)2.2 接触电势 (4)2.3 温差电势 (4)2.4 热电偶温度计闭合回路的总热电势 (4)三热电偶温度计的组成结构及其作⽤和特 (5)3.1 热电偶温度计的组成结构 (5)3.2 热电偶温度计的作⽤及特点 (6)四热电偶温度计测温技术中涉及到的定则 (7)4.1 均质导体定则 (7)4.2 中间导体定则 (7)4.3 连接导体和中间温度定则 (8)五热电偶温度计的误差分析及选型 (8)5.1 影响测量误差的主要因素 (8)5.1.1插⼊深度 (8)5.1.2响应时间 (9)5.1.3热辐射 (10)5.1.4冷端温度 (11)5.2 热电偶温度计的选型 (11)六现场安装及其注意事项 (13)七总结 (13)⼋参考⽂献 (15)⼀、摘要热电偶温度计是⼀种最简单﹑最普通，测温范围最⼴的温度传感器，是科研﹑⽣产最常⽤的温度传感器。
在使⽤时不注意，也会引起较⼤测量误差。
针对当前存在的问题，详细探讨影响测量误差的主要因素：热电偶插⼊深度﹑响应时间﹑热辐射及冷端温度等因素对测量的影响；在使⽤时应该怎样选择热电偶温度计，以及使⽤时的⼀些安装注意事项，这对提⾼测量精度，延长热电偶寿命，都有⼀定的意义。
⼆、热电偶温度计的测温原理热电偶温度计是⼀种感温元件 , 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。
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路 , 当两端温度不同时 , 回路中就会产⽣电势，这种现象称为热电效应（或者塞贝克效应）。
两种不同成份的均质导体为热电极，温度较⾼的⼀端为⼯作端，温度较低的⼀端为⾃由端，⾃由端通常处于某个恒定的温度下。
根据热电动势与温度的函数关系 , 制成热电偶分度表；分度表是⾃由端温度在 0°C 时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。
K型热电偶温度测量实验
K型热电偶温度测量实验一、实验目的：1、通过本实验了解热电偶测温的基本原理以及热电偶的基本构造。
二、实验原理：1、热电偶测温原理：热电偶由两个不同材质的金属材料焊接而成，焊接端称为热端，非焊接端为自由的两金属导体称为冷端。
如果将热端置于与冷端有温度差的地方，将在冷端两导体上产生（热）电势。
电势的大小取决于冷热端间的温度差和所采用的金属材料。
这就是热电偶测温的基本原理。
但需要说明的是热电势的数值通常很小，每度只有数十微伏，并且热电势在整个测温的范围内一般是非线性的。
因此，要在测温电路中进行必要的冷端补偿和非线性补偿。
2、应用介绍：热电偶和热电阻同是工业测温的常用元件，相对于热电阻来说，热电偶的测量温度范围较宽：－200～1200℃，结构上也较为坚固，但使用时需要冷端补偿，需要铺设专用的补偿导线。
工业现场中，常用于测量温度较高的介质：如蒸汽、高温水等。
而热电阻的常用测量范围是－200～400℃，使用时也相对简单，不需要铺设专用的补偿导线，也不需要进行冷端补偿。
3、实验用热电偶：本实验中所使用的热电偶材料是镍铬—镍硅，热电偶的分度号是K，一般简称K型电偶。
常用于测量0～600℃范围内的介质。
冷端补偿所使用的热电阻是铂电阻Pt1000；热电偶在接入电路时要注意极性，在本实验中所使用的热电偶上已用红色塑料套管标示正极。
下图是热电偶在电路中的表示符号。
(-)(+)4、电路：电路在构成上可分为放大、非线性补偿、冷端补偿三个部分。
非线性补偿采用的是专用于K型热电偶线性校正的集成电路AD538；冷端补偿电路采用的是Pt1000的测量电路，因此，正确使用热电偶测量温度的方法是确保Pt1000热电阻已经连接后，再使用热电偶。
具体的电路结构请参考附录中的电原理图。
三、实验仪器和设备1、DRVI可重组虚拟实验开发平台1套2、蓝津数据采集仪（DRDAQ-EPP2）1台3、开关电源（DRDY-A）1台4、K型热电偶1只5、Pt1000铂电阻1只6、计算机n台（如使用蓝津DRMU-ME-B型综合实验台，则上述的2、3项已集成在实验台内部）四、实验步骤与内容1.启动计算机，开启DRVI数据采集仪和电源。
热电偶测温系统设计课程设计说明
热电偶测温系统设计课程设计说明热电偶测温系统设计摘要：热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器，在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。
该测温系统由温度测量电路、运算放大电路、A/D转换电路及显示电路组成，以AT89C2051单片机为主控单元，由K型镍铬-镍硅热电偶测量热端温度T，测量范围在0—1200℃之间，由集成温度传感器AD590测量冷端温度T0，并对测温热电偶的热电势及AD590测得的补偿电势进行采样，送入A/D转换器转换成数字量，存放在单片机内存单元中，经程序解算后得到温度值，转换为BCD 码，同时驱动四位数码管显示。
试验结果显示，该系统对温度测量具有较高的精度，实现了温度测量功能，其主要技术指标达到了系统设计要求。
关键词：热电偶；温度；A/D；单片机4毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前4提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：4学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
热电偶测温原理及应用详解
T0
B B B 该定律是参考端温度计算修正法的理论依据。 在实 际热电偶测温回路中,利用热电偶这一性质,可对参 考端温度不为0℃的热电势进行修正。
2018/10/11 26
四、热电偶补偿导线及冷端温度补偿
热电偶基本定律解决了两个问题：
1、实际测量时冷端和热端相隔很远（中间导体定律）
热电偶补偿导线
2018/10/11 热电势与两个结点的温差 Δ t 成函数关系
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1、热电效应
！两端温度不同的导体会 1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回路， 并用酒精灯加热其中一个结点，发现放在回路中的指南针发生 产生电动势 偏转，如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转 角反而减小。 ！两种不同的导体接在一
2、热电势的组成：
接触电势
当相互接触的两金属密度不同时产生接触电势。
温差电势
同一金属，若两端的温度不同则产生温差电势。
2018/10/11
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接触电势
两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自 由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处会 发生自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大 的金属A扩散到密度小的金属B，使A失去电子带 正电，B得到电子带负电，从而产生接触电势。
E
2018/10/11
——?
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几种常用热电偶的热电势与温度的关系 曲线分析 结论：
哪几种热电偶的 测温上限较高？
哪一种热电偶的 灵敏度较高？
哪一种热电偶的 灵敏度较低？ 哪几种热电偶的 线性较差？
2018/10/11
为什么所有的曲线均过原点（零度点）？ 22
二、热电偶测温实验
• 测出变色涂料的变色温度 • 超温报警实验
项目2 温度测量——热电偶的原理及现象
项目2 温度测量——热电偶的原理及现象一、教学目的与要求1、了解热电偶的特点和分类和结构2、理解热电偶测温原理3、掌握热电偶基本定律4、掌握热电偶冷端温度补偿方法5、综合运用所学知识设计基于热电偶传感器的电路设计、面包板制作及焊接和调试，并作出总结。
二、教学重点与难点1、热电偶传感器的测温原理2、热电偶传感器的基本定律3、热电偶传感器冷端温度补偿方法4、热电偶传感器的综合应用和在测温系统的电路设计（二）难点：1、热电偶传感器的冷端温度补偿方法2、热电偶传感器的综合应用和在测温系统的电路设计三、教学工具多媒体、热电偶传感器若干四、课时安排理论2学时，实践2学时五、教学过程（一）热电偶传感器测温原理度及固体的表面温度。
热电偶是当前热电测温中普遍使用的一种感温元件，它的效应。
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
热电极A右端称为：自由端（参考端、冷端）左端称为：测量端（工作端、热端）热电极B热电势AB1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转角反而减小（又说明什么？） 。
显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。
1.热电效应：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 ，，另一端温度为T0 ，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”。
产生的电动势则称为“热电动势”热电动势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的温差电动势。
接触电动势：两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自由电子的密度不同，在两金属A 和B 的接触点处会发生自由电子的扩散现象。
热电偶测温仪操作说明书
热电偶测温仪操作说明书一、引言热电偶测温仪是一种常用的温度测量工具，广泛应用于各种工业领域。
本操作说明书旨在为用户提供关于热电偶测温仪的详细操作指导，以确保正确、安全地使用该仪器。
二、仪器介绍1. 外观描述热电偶测温仪外观精致、紧凑，具有人性化设计的触摸屏。
屏幕清晰，操作界面直观易用。
仪器整体采用耐高温材料制造，具有较强的耐磨性和防护能力。
2. 技术参数- 测量范围: -200℃至2000℃- 分辨率: 0.1℃- 精确度: ±0.5%读数- 工作电源: 220V交流电源- 输出信号: 4-20mA- 通信接口: RS485接口3. 主要功能- 温度测量: 可以根据用户需要选择不同的热电偶型号进行温度测量。
- 显示与记录: 可以实时显示温度数据，并将数据存储在仪器内存中。
- 报警功能: 可以根据设定的上下限温度进行报警，提醒用户。
- 通信功能: 可以通过RS485接口与计算机或其他设备进行通信。
三、操作流程1. 准备工作- 将热电偶测温仪连接到稳定的220V交流电源，并确保电源正常。
- 检查热电偶连接线是否完好，并将其正确连接到测量目标。
- 打开热电偶测温仪的电源，待仪器启动完成后进入菜单界面。
2. 温度测量- 在菜单界面选择“温度测量”功能，进入测量界面。
- 根据所使用的热电偶型号选择对应的设置参数，如量程、补偿等。
按照提示进行设置。
- 将热电偶探头放置在待测区域，确保与测量目标接触良好。
- 仔细观察屏幕上显示的温度数值，确认测量结果。
- 如需连续测量，可以选择自动记录功能，将数据存储在仪器内存中。
3. 报警设置- 在菜单界面选择“报警设置”功能，进入报警界面。
- 根据实际需求设置上下限温度值，并选择是否开启报警功能。
- 确认设置完成后，返回主界面。
4. 数据通信- 如需将测量数据传输至计算机或其他设备，可以进行数据通信设置。
- 在菜单界面选择“通信设置”功能，进入通信界面。
- 根据实际需求选择通信接口类型、波特率等参数，并进行相应设置。
fluke_52ii_thermometer工作原理_理论说明
fluke 52ii thermometer工作原理理论说明1. 引言1.1 概述本文将详细介绍fluke 52ii thermometer的工作原理。
fluke 52ii thermometer 是一种热电偶测温仪器，广泛应用于工业领域中对温度进行精确测量的场合。
它通过采用先进的温度传感技术和数据处理方法，能够快速、准确地获取被测温度，并具有较高的测量精度和稳定性。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分来讨论fluke 52ii thermometer的工作原理和相关内容。
首先，我们会介绍fluke 52ii thermometer的测温原理及其背后的物理原理。
然后，我们将详细阐述该仪器的设计与组成，包括外观功能以及电路结构和元件选择等方面内容。
接下来，我们会介绍fluke 52ii thermometer的使用方法和注意事项，包括温度测量步骤、误差分析与校准方法以及注意事项及维护保养等方面。
最后，在结论部分，我们将总结fluke 52ii thermometer工作原理的重要性和应用价值，并展望目前存在问题和未来发展方向。
1.3 目的撰写本文章的目的在于全面介绍fluke 52ii thermometer的工作原理，使读者能够了解该仪器的测温原理、设计与组成、使用方法以及注意事项等方面内容。
这将帮助用户更好地使用和理解fluke 52ii thermometer，并为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
同时，通过总结工作原理的重要性和未来发展方向，有助于促进该领域的技术创新与进步，推动科学研究在实践中的应用。
2. fluke 52ii thermometer的工作原理2.1 测温原理fluke 52ii thermometer使用接触式测温原理进行温度测量。
当测温探头与被测物体接触时，探头中的热敏元件将感知到被测物体的温度变化。
热敏元件在不同温度下会产生不同的电阻值，通过测量这种电阻差异来计算被测物体的温度。
简述集成运放的热电偶测温电路
简述集成运放的热电偶测温电路【摘要】本文介绍了热电偶基本知识，重点简述了K型热电偶测温原理以及利用集成运算放大器构成测温电路的测温实验过程。
【关键词】热电偶;测温;集成运放1.热电偶简介热电温度记录仪常以热电偶作为测温元件，它广泛用来测量-200℃-1300℃范围内的温度，特殊情况下，可测至2800 ℃的高温或4K 的低温。
它具有结构简单，价格便宜，准确度高，测温范围广等特点。
由于热电偶将温度转化成电量进行检测，使温度的测量、控制、以及对温度信号的放大变换都很方便，适用于远距离测量和自动控制。
在接触式测温法中，热电温度计的应用最普遍。
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型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。
它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。
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。
2.热电偶测温原理1823年塞贝克（Seebeck）发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中就要产生热电势，称为塞贝克电势。
图1 热电偶原理图如图1所示，两种不同材料的导体A和B，一端温度为T0，另外一端温度为T（设T>T0），这时在这个回路中将产生一个与温度T 、T0以及导体材料性质相关的电势EAB（T，T0），显然可以利用这个热电效应来测量温度。
在测量技术中，把由两种不同材料构成的上述热电变换元件称为热电偶。
A、B导体称为热电极，两个接点，一个为热端（T），又称为测量端;另一个为冷端（T0）又称为参比端。
火焰测温热电偶-概述说明以及解释
火焰测温热电偶-概述说明以及解释1.引言1.1 概述火焰测温热电偶是一种用于测量高温环境中火焰温度的专用仪器。
它利用热电效应原理，通过测量温度与产生的电势差之间的关系来确定火焰温度。
随着工业技术的发展，火焰温度的测量在许多领域中显得尤为重要。
例如，在钢铁、玻璃、石化等行业中，火焰温度的准确测量对生产过程的控制和优化至关重要。
此外，在火灾监测、燃烧科学研究以及航空航天等领域，火焰温度的测量也扮演着重要的角色。
火焰测温热电偶具有许多优势。
首先，它具有较高的响应速度和较低的热惯性，能够快速准确地测量火焰温度的变化。
其次，火焰测温热电偶可靠性高、使用寿命长，适用于长期、连续工作的环境。
此外，它还能够适应高温环境和强酸碱环境下的测量需求。
随着科学技术的不断进步，火焰测温热电偶在未来发展中也将具有广阔的应用前景。
随着纳米技术、传感技术等领域的不断发展，火焰测温热电偶将更加精密化、小型化，并且具备更高的测量精确度和响应速度。
同时，它还将应用于更多行业和领域，为工业生产提供更可靠的火焰温度测量解决方案。
综上所述，火焰测温热电偶作为一种重要的测温工具，其原理简单、应用广泛且具有明显的优势。
随着技术的进步，它在火焰温度测量领域的重要性将不断提升，并为各个行业带来更高效、精确的火焰温度监测和控制手段。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行介绍和讨论火焰测温热电偶的相关内容：第一部分，引言，将首先对火焰测温热电偶进行概述，介绍其基本原理和应用领域。
随后，本部分将给出文章的结构和目的，以引导读者对全文内容的理解和期望。
第二部分，正文，在本部分中将详细介绍火焰测温热电偶的原理、应用和优势。
首先，将解释火焰测温热电偶的工作原理，包括其测温机制和传感器结构。
然后，将探讨火焰测温热电偶在工业、实验室和其他领域中的应用，并举例说明其在温度监测和控制方面的作用。
最后，将探讨火焰测温热电偶相对于其他温度测量方法的优势和独特之处。
第三部分，结论，将对前文进行总结，并对火焰测温热电偶的未来发展进行展望。
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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]志尚.温度计量与测试[M].：中国计量，1998．
[2]茂泰.智能仪器原理及应用[M].: 电子工业，2007.
[3]杰，黄鸿.传感器与检测技术[M].: 高等教育，2006.
[4]华东.单片机原理与应用[M].: 电子工业，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 0
1、方案说明 0
2、方案论证 (1)
三、传感器工作原理 (1)
四、电路的工作原理 (2)
五、单元电路设计、参数计算和器件选择 (2)
1、单元电路设计 (3)
2、参数计算 (4)
3、器件选择 (5)
六、总结 ................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 ................................................................................... 错误!未定义书签。
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。
二、设计方案及其特点
本设计是基于STC89C52单片机的硬件设计。
对于系统可分为下面两种不同的设计方案：
1、方案说明
方案一：系统由Ｋ型热电偶和集成温度传感器AD590测量热端和冷端温度，采用USB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[1]，编制软件采用查表和曲线拟合进行非线性校正及冷端补偿。
利用LabVIEW的数据存储、读取、分析函数，实现温度趋势曲线和统计直方图的绘制[2]。
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。
热电偶
图1 方案一原理框图
方案二：控制电路以单片机为中心，控制其他部分完成各自的功能。
其中模/数转换部分采用16位高精度AD转化器AD7705，采用自校准，提高其抗干扰能力和
精度；数/模转换部分采用高精度DA转换器AD421，在电路设计上，采用光隔离，控制AD421 完成其功能，AD421为16位高精度数/模转换器，它将来自单片机线性化处理后的数据进行DA转化，产生4mA-20mA电流，送控制中心[3]。
这种方案保证成本，采用了良好的线性化算法，编程又采用可节约存的汇编语言，使得测量速度快，测量结果能满足工业标准的要求。
图2 方案二原理框图
2、方案论证
从精确度来看，方案一强于方案二，但方案二电路实现简单，占用存较小，抗干扰能力强，成本较低。
所以一般地说，需要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，那么方案二测量电路就由其方便之处。
因此本设计中选用方案二。
三、传感器工作原理
热电偶传感器的工作原理：两种不同成份的导体两端接合成回路，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[4]。
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一端叫做测量端，另一端叫做补偿端；冷端与显示仪表或配套仪表连
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,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热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。
两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。
根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。
在热电偶回路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。
因此，在热电偶测温时，可接入测量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。
四、电路的工作原理
电路的工作原理图如图4所示。
图4 总原理图
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, 送入主控中心并显示。
五、单元电路设计、参数计算和器件选择
1、单元电路设计
模/数转换部分电路如图5所示。
图5 A/D转化电路原理图
采用16位、双通道、高精度模/数转换功能的AD7705。
AD7705能直接对来自传感器的微弱信号进行A/D转换[5]。
使用时通过单片机控制其单双极性、增益倍数、选择通道的输入和工作模式的选择等；用AD584基准芯片为AD7705采集模块提供基准电压，使AD7705可以正常且稳定的工作[6]。
数/模转换部分电路如图6所示。
图6 D/A转化电路原理图
采用16位高精度数/模转换器AD421[7]。
AD421由电流环路供电，16位数字信号以串行方式输入，4-20mA 电流输出，可实现低成本的远程智能工业控制。
AD421部含有电压调整器可提供+5V ，+3.3V 或+3V 输出电压，还含有+1.25V ，+2.5V 基准电源，均可为其自身或其它电路选用[8]。
AD421 采用Σ-ΔDAC 结构，保证16位的分辩率和单调性，其积分线性误差为±0.001%，失调误差为±0.1%，增益误差为±0.2%，其标准的三线串行接口可在10Mbps 下运行，便于与通用微处理器或微控制器相连。
2、参数计算
软件是算法和功能实现的关键。
该部分主要完成的任务是： A/D 转换器的配置、启动和数据读取。
对信号的线性化处理。
D/A 转换器配置和数据读取。
其中线性化算法主要参考“最佳非等距线性插值算法在热敏电阻测温中的应用”，提出一种“最佳非等距离分段算法”，根据标度转换，在不同分段上推导出y = kx+ b 的线性化算法。
整体设计和调试，以K 分度热电偶为例。
通过调节滑动变阻器，模拟补偿后的K 分度热电偶的热电势，送入AD7705完成模/数转换,转换后的数据送入单片机进行线性化处理，使处理后单片机输出的数据与温度呈现线性关系；最后再将线性化后的数据，送至AD421经数/模转换，输出电流值[9]。
本系统采用误差修正公式来消除系统误差，从输出端引反馈量到输入端来改善系统的稳定。
在无误差的理想情况下, 有ε = 0，i = 0，K 是常数, 于是存在关系
Kx y = (1)
在有误差的情况下, 则有
()y x K y '++=ε (2)
2
'
1'R y i R y y =
+- (3) 由此可以推出
1b y b x += (4)
可改写成下简明形式
()01
1
b x b y -=
(5) 式中：x ——热电偶产生的电压；
y——带误差的输出到D/A转换器的电压；
Ε——影响量（例如零点漂移或干扰）；
i——偏差量（例如直流放大器的偏置电流）；
K——影响特性（例如放大器增益）。
把热电偶分度表各温度时电压值x经过运算求出各温度时对应的y值，y值一般包含小数，由于A/D转换器的离散性和分辨率的限制，所以只保留整数部分，保存到单片机ROM中，在每次测量完温度数据后直接由y值查表，运算求相应温度。
3、器件选择
表1 元器件清单。