基于单片机温度测量系统设计.doc

基于STC单片机的温度测量系统的研究摘要:本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足,提出了一种基于STC单片机,采用Pt1000温度传感器,通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了,铂热电阻测量温度的原理,基于STC实现铂热电阻阻值测量,牛顿迭代法计算温度,给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证,该系统测量精度高,线性好,具有较强的实时性和可靠性,具有一定的工程价值。关键词:STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。puterZhangYapeng,WangXiangting,XuEnchun,WeiMaolinAbstract:,Sensitivity,:theprincipleoftemperaturemeasurementbyusingplatinumthermistor,themeasurementofplatinumthermistor’puter,-:puter,Pt1000temperaturesensor,platinumthermistor’sresistance,NewtonIterationMethod0引言精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高,而温度控制的核心正是温度测量。目前在国内,应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。(1)热电偶的温度测量范围较广,结构简单,但是它的电动势小,灵敏度较差,误差较大,实际使用时必须加冷端补偿,使用不方便。(2)集成式温度传感器是新一代的温度传感器,具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点,适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵,在国内测温领域的应用还不是很广泛。(3)热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点,但其阻值与温度变化成非线性关系,在测量精度较高的场合必须进行非线性处理,给计算带来不便,此外元件的稳定性以及互换性较差,从而使它的应用范围较小。(4)铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它的价格相对于热敏电阻要高一些,但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范围内的稳定性较好,故其在工业测温领域应用较广。本文提出的一种以STC单片机为控制核心,采用PT1000铂热电阻温度传感器作为测温元件的温度测量系统,能解决温度测量线性度、灵敏度、抗振动性能较差,测量范围较小的不足,精度较高,方便实用。1系统总体方案该温度测量系统主要由温度传感器、信号调理电路、STC单片机计算转换模块、温度显示模块组成。其中信号调理电路由信号滤波电路和信号放大电路组成。图1为基于STC单片机的温度测量系统的结构图。 图1基于STC单片机的温度测量系统的结构图STC单片机作为本系统的核心,采集经滤波电路和放大电路进行滤波和放大处理后的PT1000温度传感器阻值信号,并由其片内10位A/D转换模块对阻值信号进行模数转换,一定的算法把阻值信号计算为温度,并控制液晶显示模块直观的显示出温度数值。电源、时钟及复位电路是STC单片机正常工作的必要条件。2系统硬件设计本温度测量系统的硬件设计主要包括温度传感器、信号调理电路、STC单片机计算转换模块、温度显示模块组成。。由于铂热电阻的阻值具有随着温度的变化而改变的特性,所以可以通过间接测量铂热电阻阻值的方法来间接测量温度。另外铂热电阻