矿用温度传感器设计 毕业设计

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1、矿用温度传感器设计摘要矿用温度传感器是为检测煤矿井下环境温度而研制的，它可以连续将井下温度信号转换成标准频率信号传送给上位机，并具有实时显示温度值、超限声光报警、频率信号输出等功能。适宜于井下需设置温度传感器的场所固定使用。由于煤矿井下工作环境的复杂性与特殊性，需检测的参数较多，加之《煤矿安全规程(2005)》新标准的实施，这就需要采用新技术、新工艺，研究设计符合新标准的矿用温度传感器。随着电子技术的不断发展，单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛。利用单片机设计成的矿用温度传感器够成的温度检测系统较于传统的温度计有着巨大的优势。在分析当前国内外温度传感器概况的基础上，结合矿用温度传感器

2、通用技术条件的设计要求，提出总体设计方案，并对系统的理论基础、实现方法、硬件和软件设计等做了详细的讨论。以单片微机AT89C51为中央处理单元，由温度采集电路、数字显示电路、声光报警电路、信号输出电路等单元组成。软件程序的编写使用汇编语言及KeilC的集成开发环境。文章还对整个系统的电路图和设计思路进行了详细的说明。同时，在软硬件设计时均采取了有效的抗干扰措施。最后，对设计参数进行了安全性计算。经过试验及测试证明：该系统具有可靠性高、功能强等特点，有着广阔的开发应用前景。关键词：温度传感器；煤矿；红外遥控；单片机；外围芯片27第1章绪论在现代生活中，温度是人们日常工作和生活中常常需要测量

3、和控制的一个量。特别是在一些煤矿、高端科研、医疗领域，对温度的测量和控制的要求十分严格。传统的温度计有反映慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大、体积大等缺点，已经无法满足现代化生产的要求。随着电子技术的不断发展，单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛。利用单片机设计成的矿用温度传感器够成的温度检测系统较于传统的温度计有着巨大的优势。温度测量在工业、民用、军事等领域占有重要的地位。用于测试和确定电工、电子及其他产品及材料进行高温、低温、交变温度或恒定试验的温度环境的变化，判断当检测目标的温度值达到警示条件时发出警告信号。随着煤炭工业的发展，安全问题日益成为迫切需要解决的首要问题。由于煤矿井下

4、生产过程复杂，环境条件恶劣，自然灾害多，所以经常会存在安全事故隐患。在并下安全事故中，煤与瓦斯突出、透水与火灾是矿井的三大自然灾害，其中因瓦斯引起的事故尤为突出，据煤炭行业有关专家分析，瓦斯突出与矿井温度有着密切的关系，近年来有人探讨参考矿井中煤层温度的变化来预测瓦斯的突出：而且，环境温度还对煤矿工人的健康有直接影响，所以对矿井中重要场所的温度进行监控在瓦斯灾害性事故预测、保障劳动环境等方面具有重要意义。温度是表征物体冷热程度的物理量。在工农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着重要位置。温度传感器应用范围之广，使用数量之大，也高居各类传感器之首。目前，温度传感器正向着单片集成

5、化、智能化、网络化和单片系统化的方向发展。由于煤矿井下工作环境的复杂性与特殊性，需检测的参数较多，加之《煤矿安全规程(2005)》新标准的实施，这就需要采用新技术、新工艺，研究设计符合新标准的矿用温度传感器。27第2章系统总体方案设计2.1系统设计的整体原则在设计一个矿用温度传感器测量系统时，首先要进行系统的总体方案设计，在设计中一般应考虑以下几点1.遵循从整体到局部的设计原则。在硬件和软件设计过程中，应遵循从整体到局部的设计原则，把复杂难处理的问题分为若干较简单的、容易处理的问题，分别加以解决。2.可靠性要求。所谓可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性指标

6、除了可用完成功能的概率表示外，还可用平均无故障时间、故障率、失效率或平均寿命等来衡量。3.操作和维护要求。在矿用温度传感器测量系统的硬件和软件设计时，不仅要考虑满足功能要求，还应考虑产品的应用环境，留有一定的设计余量，以满足可靠性要求。对软件来说，应尽可能预防可能发生的故障，采用模块化设计方案，以利于程序的编制和调试，减少故障率，提高软件的可靠性。对于本课题所要研制的传感器系统而言，其基本出发点就是利用现有工艺条件，采用微型计算机处理技术，提高传感器精度等级和工作稳定性，拓展其功能，并赋予其智能化特征，使传感器不仅能够实时准确地测量矿井环境温度，同时尽可能减少不必要的人工操作，提高工作效

7、率。因此，整个传感器系统总体设计方案的确定，要围绕优化系统设计这个原则，尽量减少硬件电路的复杂程度，发挥计算机处理功能强大的优势，提高系统工作的可靠性。2.2传感器的功能及使用要求根据《通用技术条件》第3节技术要求，矿用温度传感器设计应符合以下的技术条件：1.传感器应采用本质安全型防爆结构，并应符合国标GB3836．4—2000关于本质安全型电路和电气设备“i”的规定2.传感器就在下列条件下正常工作(1)环境温度：O～40℃；(2)