高精度就地指示温度计的设计

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1、3939高精度就地指示温度计的设计摘要贲文介绍了一种高精度数字式就地指示温度计。使用Pt1000热电阻做测温传感器，采用典型的三线制接线方法来实现热电阻采样检测电路及导线的补偿。设计了微功耗高分辨率、高精度采样A/D通道，使得在-100℃～300℃范围内，测量精度达到了0.02%。设计了微功耗的控制核心MCU电路,微功耗采样和控制电路、微功耗配套电源和微功耗显示模块及键盘，在使用一节2AH/3.6V的AA型锂电池的情况下能够连续工作三年。提供了数字校准技术，方便用户在更换传感器后自行进行系统校准。关键词

2、铂电阻；温度计；高精度；微功耗；数字校准39DESIGNOFHIGH-PRECISIONON-SPOTTHERMOMETERABSTRACTThisdesignintroducedahigh-precisionon-spotdigitalthermometer.ItusePT1000thermalresistanceasthetemperaturesensor,anditusetheclassicalthreelinessystem.Intherangeof-100℃～300℃themeasurepre

3、cisioncanbe0.02%.Anditdesignedalowpowerconsumptionofsampling;control;powerandthedisplaycircuits.Witha2AH/3.6VAALi-batteryitcanbeusedforthreeyears.Andthisdesigncanbedigitalcalibrationtofacilitytheusertocalibratehimself.KEYWORDSPTresistance；thermometer；hig

4、h-precision;lowpowerconsumption;digitalcalibration.39目录摘要IABSTRACTII1.前言12.设计说明22.1结构框图22.2设计步骤22.3设计要达到的功能23.各模块方案论证与比较33.1控制系统核心33.2显示部分33.3测温原件43.4AD的选择43.5热电阻的接法54.硬件设计64.1传感器检测电路设计及温度检测原理64.2MCU及外围电路设计74.2.1控制部分74.2.2系统低电压检测部分84.2.3系统显示和按键部分84.2.4系统

5、稳压电源设计95.软件设计95.1程序流程图105.2功耗控制软件设计方案105.3系统中R与VR参数校准方法及软件设计方案115.4传感器校准软件设计方案126.测试与分析126.1系统精度测试分析136.2系统功耗测试分析137.设计总结1439参考文献14附件一：电路图16附件二：器材清单17附录三：程序18附件四：PT100铂电阻分度表36致谢39391.前言温度传感器作为21世纪具有发展前景和影响力的一项高科技产品，正引起国内外工业电子信息界的高度重视。在现代化工业应用中,温度测量已是很成熟的

6、技术。温度敏感元件既有传统的热电阻，热电偶，热敏电阻等温度传感器，又有现代的集成温度传感器，数字温度传感器，还有超高温的光学温度传感器，其中热电阻测温方法以其高精度，高灵敏度等特点在中、低温度测量中占有重要的位子。热电阻温度传感器与导热金属电阻的变化密切相关。金属的电阻值随着温度的改变而改变，呈线性递增关系。因此，与其他电子温度传感器相比，电阻温度传感器具有极大的优越性。最重要的一点是：在高温下的精度好，因此，它是应用在宽范围测量上的合适选择。这种电阻材料最好是铂，另外镍、铜，钨也是合适的材料。铂的探测

7、温度范围最宽为-240℃~900℃，其它的金属一般温度范围窄，或者价格昂贵。因此在现代化工业生产中,铂热电阻温度传感器往往是首选测温元件。图1.1三线制接法热电阻温度计是由热电阻、显示仪表(不平衡电桥或平衡电桥)以及连接导线所组成。值得注意的是连接导线采用三线制接法如图1.1所示。其目的是当环境温度变化时连接导线的阻值变化平均分配给电桥的两个桥臂，使连接导线引起的压降基本抵消以达到补偿。本设计正是在这个良好的市场应用前景下开发的一个就地温度指示仪。它采用了PT1000作为它的测温元件,用三线制的接法去除

8、了导线可能引起的误差.然后用了16位的Σ-Δ型A/D转换器AD7705做为AD转换芯片.处理芯片采用了PHILIPS公司的P89LPC922作为处理芯片。本设计有两个最大的特色,一是高精度,二是微功耗。高精度主要是由PT1000本身良好的线形特性和AD7705来实现的.微功耗的设计是本设计最大的特点。这里设计了微功耗的控制核心MCU电路,微功耗采样和控制电路、微功耗配套电源和微功耗显示模块及键盘。这几个微功耗硬件电路模块在程序的控制下很好的