【精品】综合气象观测论文

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1、综合气象观测论文设计课题：仇100钳电阻测温度仪器专业班级：学生姓名：学生学号：指导老师：成绩：-O一一年六月二十日摘要热电阻具有测温范围人、稳定性好和耐氧化等特点，在低温测量中占有重要的地位。本文介绍了一种利用89C51单片机并采用热电阻的线性温度测量装置。该装置由AD580、标准电阻、放大器、AD转换器、数据采集与处理系统、数码显示、串行输出端口等组成。利用恒流源和12位A/D转换器设计温度测量电路,完全消除了传统的不平衡电桥的非线性误差，减小热电阻的接触电阻和引线电阻对测量误差的影响。在程序存储器EPROM中存放电阻■温度分度表，采用信

2、号比较的方式求出高精度的热电阻值，再根据热电阻值的大小查线性表求取对应的温度值，实现了真正意义上的线性化，大大减小了放大器温漂和非线性的影响，并H实现了热电阻全温度范阖的温度测量。该方法具有简单、实用、测量精度高、抗干扰能力强等特点。关键词：热电阻；温度测量；单片机；数码显示；串行输出；非线性；杏表—、概述温度测量已是很成熟的技术，温度敏感元件既有传统的热电阻、热电偶、热頌电阻等温度传感器，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测量范围人、性能稳定、高精度、高灵敏度、安装使用方便等特点在屮

3、、低温测量屮占有重要的地位。但热屯阻输出与温度之间的非线性特性给精确测量带来诸多不便。热电阻测温时信号处理常用的方法是采用桥式测量线路、热电阻线性化处理等，其缺点是存在引线电阻。引线电阻随温度变化会产生附加误差，线性化处理比较繁琐且只能减少误差，而正反馈法非线性也依然比较严重。本文论述了一种基于PtlOO的线性测温装置，该装置在单片机的控制下，先精确测出热电阻值Rt,在曲Rt的值查热电阻分度表得出温度值，然后曲串行端口输出，实现了真正意义上的线性化，且实现了热电阻全温度范用的测量，并获得了较高的测量精度。1、单片机的发展及在温度测量中的应用单

4、片机的应用儿乎渗透到人类生活的每一个角落，对人类生活在不知不觉屮产生冃大的影响。计算机控制已经越来越多的参与到自动控制领域，使各种控制仪表逐渐向智能化、集成化发展，出现了人批智能控制仪表，不但使过去以分立元件为主的自动控制仪表被以智能元件为主的智能仪表所代替，而且性能上也有了大幅度的提高，可以实现直接的数字化输出，与现场总线直接相连，实现真正的智能化、数字化、单元化，配合工业PC以及DCS系统，在工业控制领域发挥了极其重要的作用。单片机技术在各个领域正得到越來越广泛的应用,MCS-51系列单片机以其优越的性能，成熟的技术及高可靠性和高性能价格

5、比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。温度是气彖观测中主要的被测对象z—,因此获得高精度的温度值是很有必要的。随着电了技术和微型计算机的迅速发展和广泛的应用，利用微机对温度进行测控的技术，也便随Z而生，通过软件对测量温度的校正使得测得的温度值更加精确，并得到日益发展和完善，越来越显示其优越性。2、舘电阻的非线性分析按照国际电工委员会的钳热电阻技术标准，钳电阻PtlOO在0〜650°C范围内的符合ITS-90的国际分度表函数R(t)可用下式表示：Rt=R()(l+At+Bt2)(1-1)其中Rt,Ro

6、分别是t°C和0°C时的钳电阻阻值,A=3.90802xlO3°C1,B=-5.80195xIO-7°C2o该分度函数的特点是温度覆盖范围广、精度高，但随着温度的升高，釦电阻的非线性越來越严重.可见，在・50°C〜50°C测温范围内存在非线性项Bt2，且为负值,因而电阻的变化率随着温度的升高而下降。因此在数据采集完后的处理屮我们要对其误差进行补偿。3、钳电阻的三线制接法四线制钳电阻测温当然是消除引线影响的最佳方案，但对多路测温而言成木太高，工业上一般采用折衷的三线制钠电阻测温方案。三线制接法补偿即将连接热电阻的两根导线分别置于两个桥臂屮，当环

7、境温度变化而使导线电阻值改变时它的彩响得到抑制。由于每一路可减少一根导线，且对电路参数的调试要求不高，补偿了环境温度对测量的影响，而测量电路所用的均为普通器件。由电路知：(1-2)图1-1钳电阻的三线制接法式中：R(为温度t时钠电阻阻值；Rb为初始温度S时们电阻阻值,RB=R(o,rt为＜1电阻引线电阻。当门因环境影响变为5时有：(1-3)2(d—U%%Rf+Rb+2人(1-4)以长100m、截面为lmm'铜导线为例，其电阻为r=p2{}x100=1.72(Q)o若引线所处环境温度在20°C基础上变化±20°C(平均值)则有：r=rtX-r

8、t=±atrt二±0.004x20x1.72=±0.1376(0)(1-5)式中：6Z为铜电阻品均温度系数。显然不论用硬件还是软件线性化处理，钳电阻引线与环境温度变