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根据89C51单片机为微控制器的热电偶集成温度传感器规划

基于89C51单片机为微控制器的热电偶集成温度传感器设计-微机技术的发展,使得冷端温度的数字化实时处理成为可能。笔者利用微控制器和集成温度传感器,对热电偶的冷端温度进行实时修正,使热电偶的测温精度在全范围内达到±0.5℃。

在进行温度丈量时,丈量端置于被测介质中,而冷端温度一般不为0℃,其巨细随周围环境温度改变。假如直接依照冷端温度为0℃时的分度表来求得测验温度,必然发生很大差错。传统的办法,一是运用补偿导线,将冷端延长到远离热源的恒温室。测出冷端温度,依据热电偶中心温度规律,算出对应0℃冷端时的热电势:

其间eAB(T,T0)是实测的热电势,eAB(T0,0)依据冷端温度T0核算或查表所得。据此可算得eAB(T,0),然后可得被测温度T。

二是选用电桥补偿法,在冷端接入补偿电桥,用外加的能随冷端温度改变的补偿电势,来补偿因为冷端温度改变所引起的测验差错。该法可用于冷端温度改变的场合。

因为补偿导线资料或补偿电桥中的温敏元件其热电特性与热电偶的热电特性仅能作某种程度上的近似,因而其补偿规模与补偿精度都不能满意高精度丈量的要求。

微机技能的开展,使得冷端温度的数字化实时处理成为可能。笔者使用微操控器和集成温度传感器,对热电偶的冷端温度进行实时批改,使热电偶的测温精度在全规模内到达±0.5℃。本文以K型热电偶为例,介绍该体系的规划办法。本规划选用89C51作为微操控器,热电偶发生的热电势经过精细运算扩大器7650扩大后,送四位半双积分AD转化器ICL7135转化为数字量送入89C51。冷端温度的测验选用集成温度传感器DS18B20,该传感器为数字传感器,选用单总线协议,用一根线与核算机衔接。硬件结构如图1所示。

依据89C51单片机为微操控器的热电偶集成温度传感器规划

(1)丈量端温度。5位数字显现,单位℃;(2)冷端温度。4位数字显现,单位℃;(3)热电势eAB(T,T0)经AD转化后得到的数字量。5位数字显现,单位mV。

用显现挑选按钮来进行显现挑选。指示灯指示当时显现的数字。缺省状况显现丈量端温度。

核算机的作业进程如下:

首要经过AD7135,收集热电偶在丈量端温度T和冷端温度T?0时发生的热电势数据eAB(T,T0)。其次,由DS18B20测得冷端温度T0,然后,经过软件查询分度表,得到对应的热电势eAB?(T0,0),再依据中心温度规律,算得:

最终依据分度表查得eAB(T,0)对应的温度T。ICL7135是常用的四位半双积分AD转化器,输出守时波形如图2所示。ICL7135作业时,当R/H脚为“1”,7135处于接连转化状况。每40002个时钟周期完结一次AD转化,以4位二进制方法的BCD码输出(实际上是前次转化的成果)。一起输出各位的位同步选通讯号:D5,D4,D3,D2,D1。AD转化成果以动态扫描方法输出。即中选通讯号D5=“1”时,BCD输出为万位。当D4=“1”时,BCD输出为千位……,其他类推。数字选通讯号STB发生的负脉冲可作为AD转化的完毕信号,向微操控器宣布中止请求。在中止服务程序中,首要判别最高位的位选信号D5是否有用,若无效则等候。当D5有用后将此刻出现在数据线上的4位BCD码读入内存作为万位。接下来再判千位的位选通脉冲D4是否有用,无效等候,有用则读入数据作为千位存内存,其他类推。一切5位数读完今后,中止回来。

依据89C51单片机为微操控器的热电偶集成温度传感器规划

冷端温度的丈量选用美国DALLAS公司的DS18B20集成传感器。该传感器有如下特色:

(1)选用单总线协议,即只需一个接口引脚即可通讯。(2)不需要外部元件。(3)可用数据线供电。丈量规模从-55℃到+125℃。(4)以9位数字量输出温度数据。(5)数字增量值为0.5℃。(6)转化时刻为100ms。(7)具有用户可定义的温度报警设置。

对DS18B20的操作是经过操控指令来进行的。DS18B20有自己的指令集。共有6种操控指令。用户可用这些指令进行有关的读/写操作。DS18B20的温度值有9位,以1/2℃ LSB方法表明。DS18B20内有9个字节的数据暂存存储器,字节0和字节1寄存测得的温度值。低字节在前,高字节在
后。图3是DS18B20测温程序的流程图。

依据89C51单片机为微操控器的热电偶集成温度传感器规划

来历;21ic

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