智能温度测量仪的设计(1)

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1、智能仪器课程设计题目：智能温度测量仪的设计班级：姓名：学号：指导老师：目录课程设计的目的····················3设计任务及要求····················3总体方案论证与选择···································3总体方案论证与选择···································4各模块的方案设计·····································5附录···········································

2、······6总结·························14参考文献·······················15智能型温度测量仪的设计一、课程设计的目的通过本课程设计，使我们掌握智能仪器的一般设计方法，熟悉系统硬件和软件的一般开发环境和开发流程，为设计和开发智能仪器打下坚实的基础。二、设计任务及要求设计功能要求：1.智能型温度测量仪的设计⑴．功能要求①．配合温度传感器，实现温度的测量；②．具有开机自检、自动调零功能；③．具有克服随机误差的数字滤波功能；④.使用220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能

3、。⑵．主要技术指标①．测量温度范围：-50～150℃②．测量误差：≤1%⑥．显示方式：4位LED数码管显示被测温度值。三、总体方案论证与选择将集成温度传感器AD590（0℃时为0.2732mA）因温度变化，导致电流变化（0.001mA/℃），经OPA转换为电压变化输入ADC0804，输入电压Vin（0～5V之间）经过A/D转换之后，其值由8751处理，最后将其显示在D4，D3，D2，D1共四个七段显示器。其中包含了时钟显示电路。该温度测量仪可以实现温度的测量，数据的显示、储存以及日历时间的显示。从功能要求看，系统功能并不复杂，52系列即805

4、1单片机完全可以胜任主机的角色。从测温范围看，电流型两线制集成温度传感器AD590可满足设计要求。从测量误差看，普通运放和10位以上的A/D转换器可以满足精度要求。方案1集成电路温度传感器→测量放大电路→AD转换器→单片机→DA转换器→放大器→输出方案2热电阻传感器→电压放大电路→AD转换器→单片机→DA转换器→滤波器→输出以上两个方案的主要区别是选用的传感器不同，两种传感器都具有测量精度较高的特点。热电阻传感器测温范围更宽，但需要非线性校正；集成电路温度传感器测温范围较窄，但线性很好，不需要非线性校正，软、硬件设计较简单。四、系统总体原理框

5、图图2.6系统总体原理框图信号输入部分总体设计五、各模块的方案设计（1）、选择温度传感器器件常用的热电传感器有热电阻、热电偶、集成温度传感器等。集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测：式中，k—波尔兹常数；q—电子电荷绝对值。集成温度传感器按输出信号可分为电压型和电流型两种，其输出电压或电流与绝对温度成线性关系。本次设计用到电流型两线制集成温度传感器AD590（0℃时为0.2732mA）。AD590的主要特性如下：（1）流过器件的电流（m

6、A）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：Ir/T=1mA/K式中：Ir—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。（2）AD590的测温范围为-55℃～+150℃。（3）AD590的电源电压范围为4V～30V。电源电压可在4V~6V范围变化，电流Ir变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。（4）输出电阻为710MW。（5）精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。

7、（2）、选择单片机器件单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。选择器件时应考虑其性能是否满足设计需求，是否具有良好的技术支持和文档支持，是否具有良好的性价比等，其核心是单片机的选型。在大多情况下，理应选择性价比高的单片机及其它器件，但在某些特殊场合，当性能成为决定因素时，应以性能优先原则选择所需的单片机或其它器件。单片机一般分为51系列和52系列，本次设计用到的是5

8、2系列即8051单片机。在微机控制系统中，工业生产过程的被测控参数，如温度、压力、流量、液位、成份、速度等都是连续变化的量，习惯上称为模拟量，而计算机所需要的则是离