5.1 电路板设计 22
5.2 实验调试与结果 22
结 论 25
参考文献 26
致 谢 27
附录 28
1 绪论
1.1 选题背景及意义
在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里,从事什么工 作,无时无刻不在与温度打着交道。自 18 世纪工业以来,工业发展对是否能掌握温 度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业,可以说几乎%80 的工业部门都不得不考虑着温度的因素。
温度对于工业如此重要,由此推进了温度传感器的发展。 传感器主要大体经过了三个发展阶段:模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导论文网
体集成工艺制成,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅 测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合 远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。它是目前在国内外应用最为 普遍的一种集成传感器,典型产品有 AD590、AD592、TMP17、LM135 等;模拟集成温度控 制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器,典型产品有 LM56、 AD22105 和 MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如 TC652/653)中还包含了 A/D 转换器 以及固化好的程序,这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受 微处理器的控制,这是二者的主要区别;智能温度传感器。能温度传感器(亦称数字温度 传感器)是在 20 世纪 90 年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术 (ATE)的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D 转换器、信号处理器、存储器 (或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器 (RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制 量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其 智能化程度也取决于软件的开发水平。
进入 21 世纪后,温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全 性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表。对于单点温测仪表,主要采用传统 的模拟集成温度传感器,其中又以热电阻、热电偶等传感器的测量精度高,测量范围大, 而得到了普遍的应用。此种产品测温范围大都在-200℃~800℃之间,分辨率 12 位,最小 分辨温度在 0.001~0.01 之间。自带 LED 显示模块,显示 4 位到 16 位不等。有的仪表还具 有存储功能,可存储几百到几千组数据。该类仪表可很好的满足单个用户单点测量的需要。 多点温度测量仪表,相对与单点的测量精度有一定的差距,虽然实现了多路温度的测控,
但价格昂贵。
针对目前市场的现状,本课题提出了一种可满足要求、可扩展的并且性价比高的单片 机多路测温系统。
1.2 本课题研究意义文献综述
随着科学技术的不断进步与发展,温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家 用电器等各种温度控制系统中广泛应用,且由过去的单点测量向多测量发展。目前温度传 感器有模拟和数字两类传感器,为克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和 A/D 转换器的弊端,大多数多点测温控制系统采用数字传感器,并大大方便了系统的设计。 比较有代表性的数字温度传感器有 DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、SMT160-30 等。