课程设计（论文）-数字式温度测量仪表的设计

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1、吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书数字式温度测量仪表的设计学生学号：学生姓名：专业班级：指导教师：职称：起止日期：吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书专业综合设计任务书一．设计题目：热电阻测温二．设计目的1．掌握热电阻测温的基本原理及利用单片机开发工进行编写程序设计的方法；2．掌握用A/D,D/A等元件对电路信号进行转换的电路设计的方法；3．熟练掌握利用单片机控制显示管的数字显示；4．掌握利用变送器，使最后的测量范围变送精度

2、在一定的范围内。三．设计任务及要求设计基于三线制的热阻测温仪表，输入信号为Pt100、Cu50、Cu100可选（能够通过按键选择热电阻分度号），能够以数字形式显示被测温度，测温误差不大于0.5℃；具有变送功能，对应测温量程变送输出电信号为4～20mA，在0～100℃测温范围变送精度0.5%。四．设计时间及进度安排设计时间共三周（2010.11.01～2010.11.19）,具体安排如下表：周安排设计内容设计时间第一周查阅相关资料和画电路图2010.11.01～2010.11.05第二周焊接电路及其下载程序调试2010.

3、11.08～2010.11.12第三周整理有关的知识及做设计说明书和答辩2010.11.15～2010.11.19五．指导教师评语及学生成绩指导教师评语:年月日成绩指导教师(签字):-I-吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书目录第1章专业综合设计的目的1第2章设计任务和要求22.1设计的基本任务22.2设计的基本要求2第3章总体方案设计及原理33.1整体方案设计33.2热电阻的工作原理33.3热电阻的信号连接方式4第4章基于热电阻的温度测量仪表的电路设计54.1电源模块54.2温度采集及信号调理模块54.2

4、.1采集调理模块54.2.2A/D模数转换模块64.3单片机系统设计104.3.1单片机系统104.3.2单片机与PC间通信接口电路104.3.3单片机与ICL7135的连接电路设计114.4变送模块124.4.1D/A输出124.4.24～20mA输出13第5章软件程序的设计145.1软件介绍145.2系统的程序设计16第6章系统调整与测试17第7章误差分析21第8章结论21参考文献22附录（I）程序23附录(II)设计元件清单29附录(III)整体电路图30-III-吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书

5、第1章专业综合设计的目的专业综合设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过专业综合设计使学生获得以下几方面能力，为毕业设计（论文）奠定基础。1．进一步巩固和加深学生所学一门或几门相关专业课（或专业基础课）理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能；2．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力；3．培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。1吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第2章设计任

6、务和要求2.1设计的基本任务本设计是将现场采集到的温度信号通过多种类型的热电阻（Pt100、Cu100、Cu50）以电信号的形式表现出来，通过A/D采集并转换成相应的数字信号输入到单片机中。然后通过单片机的处理，把温度信号通过显示器显示出来，从而实现对现场温度的检测。同时要求将采集到的温度信号通过D/A变送成4～20mA电流的统一标准信号。从而使仪表的互换性和兼容性大为提高，仪表的配套也大为提高。2.2设计的基本要求设计基于三线制的热阻测温仪表，输入信号为Pt100、Cu50、Cu100可选（能够通过按键选择热电阻分度

7、号），能够以数字形式显示被测温度，测温误差不大于0.5℃；具有变送功能，对应测温量程变送输出电信号为4～20mA，在0～100℃测温范围变送精度0.5%。1吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第3章总体方案设计及原理3.1整体方案设计本设计设计的数字检测仪表是把热电阻信号通过传感器检测转变为电压信号，经过调理电路转换成A/D输入的标准信号。之后A/D将模拟电压信号变转换成数字信号，然后送入单片机（MCU）进行处理和运算，单片机将处理的数据通过显示器显示。然后通过D/A将数字信号转换为电流模拟信号。电流信号经

8、过I/V转换电路，转换为电压信号，最后再经过4～20mA电流输出电路，将信号变送成4～20mA标准信号输出。整体方案设计如图3-1所示。图3-1整体方案设计图3.2热电阻的工作原理热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。热电阻是中低温区