中心議題：

• 熱電阻測溫電路硬件設計
• 測溫係統的軟件設計

解決方案：

• 利用EL-700鉑熱電阻溫度傳感器監測溫度
• 軟件編程來實現溫度的顯示及控製功能

zaigongyeshengchanherichangshenghuozhong

，wendushixuyaocelianghekongzhidezhongyaocanshuzhiyi，wutidexuduowulixianxianghehuaxuexingzhidouyuwenduyouguan，xuduoshengchanguochengdoushizaiyidingdewendufanweineijinxingde，xuyaocelianghekongzhiwendu，yinciwenduceliangdechanghejiqiguangfan。redianzushigongchengshangyingyongguangfandewenduchuanganqi，shiyongzuiduodeboredianzuwenduchuanganqilingsheshidubiaochengzhongzuzhiwei100Ω和10Ω
，電阻變化係數為0．003851。鉑熱電阻溫度傳感器精度高
、穩wen定ding性xing好hao，應ying用yong溫wen度du範fan圍wei廣guang
，是shi中zhong低di溫wen區qu最zui常chang用yong的de一yi種zhong溫wen度du傳chuan感gan器qi，不bu僅jin廣guang泛fan用yong於yu工gong業ye測ce溫wen
，而er且qie被bei製zhi成cheng各ge種zhong標biao準zhun溫wen度du計ji供gong計ji量liang和he校xiao準zhun使shi用yong。

該裝置結合單片機和傳感器技術
，采用AD517及ADSlllO芯片和EL-700鉑熱電阻設計了一種具有無線發射與接收模塊的高精度測溫裝置。該裝置既可以單機工作
，利用單片機來實現信號檢測
、處理及顯示。又可以利用無線收發模塊實現係統與計算機的無線通信，利用計算機實現數據的分析、處理及打印。該測溫係統設計簡單，具有較高測溫分辨率及友好的人機界麵，試驗數據表明，係統具有較高的測量精度。

1硬件設計

1．1熱電阻的測溫電路

熱電阻的測溫電路如圖1所示，該電路由毫安級恒流源產生電路
、差分運算電路和AD517芯片組成。該電路采用兩個完全相同的毫安級恒流源分別給熱電阻RT和標準參考電阻Rf供電。在恒流源電路中，VD1和VD2為帶溫度補償的穩壓二極管，四個PNP型的三極管T1、T2
、T3和T4組成了兩個PNP型複合管，其目的是為了提高放大器的增益，減小誤差，以便提高恒流源的穩定度。恒流源與RT和Rf(Rf取為Rf=100Ω)yudizuchengdedianluchanshengdedianyazuoweichafenyunsuandianludeshuruxinhao，genjudianludezucheng

，keyidedaochafenyunsuandianludeshuchudianyashiyuredianzudezuzhichengzhengbide，tongguoxuanzeheshideyuanqijiancanshubagaizhuangzhidecewenfanweishezhiwei0～120℃。

該測溫電路的AD517芯片為高精度
、低溫漂的單片集成運算放大器
，ADSlllO是業界最小封裝的6位△一∑型及輸入電壓範圍為0～2．048V的模數轉換芯片。測溫電路中AD517的作用是將差分運算電路的輸出電壓調整到一個合適的範圍，以方便後麵的ADSlll0進行模數轉換。圖中R9：和R10為比例放大電阻

，RP為集成運放AD517的調零電阻，典型值為20kΩ。經過放大電路調整後的輸出電壓典型值為Uo
，即可作為ADSlll0輸入電壓
，經過A／D轉換成數字信號之後送入單片機中進行處理。


1．2總體設計

此基於EL-700鉑(bo)熱(re)電(dian)阻(zu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)高(gao)精(jing)度(du)測(ce)溫(wen)裝(zhuang)置(zhi)既(ji)可(ke)以(yi)單(dan)機(ji)工(gong)作(zuo)
，又(you)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)收(shou)發(fa)模(mo)塊(kuai)實(shi)現(xian)與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)之(zhi)間(jian)的(de)無(wu)線(xian)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)，把(ba)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)溫(wen)度(du)信(xin)號(hao)送(song)到(dao)計(ji)算(suan)機(ji)中(zhong)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)、處理及打印

，從而實現數據的遠距離傳輸與處理。測溫裝置主要由溫度信號的檢測與采集電路
、LED顯示
、按鍵控製、電源、報警及複位、無線發射與接收等功能模塊組成，每一個電路模塊完成一定的功能，測溫裝置的硬件總體組成框圖如圖2所示。

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電源模塊為整個裝置提供電源
，在單機工作模式下，利用EL-700鉑熱電阻溫度傳感器來檢測被測物體的溫度信息，傳感器的輸出信號由測溫電路模塊進行處理及放大之後經模數轉換器ADSlll0轉換為數字信號送入單片機中，由軟件編程來實現溫度的顯示及控製功能
；LED數碼管顯示模塊用來顯示相應的溫度數值及溫標信息；通過按鍵控製模塊及相應的程序可以實現裝置的工作模式選擇、攝氏溫度與華氏溫度顯示選擇等功能。

2係統的軟件設計

軟ruan件jian是shi整zheng個ge係xi統tong的de靈ling魂hun，它ta是shi係xi統tong算suan法fa和he功gong能neng實shi現xian的de關guan鍵jian
，整zheng個ge測ce溫wen係xi統tong是shi在zai程cheng序xu控kong製zhi下xia進jin行xing工gong作zuo的de，本ben係xi統tong的de軟ruan件jian設she計ji中zhong我wo們men選xuan擇ze以yi單dan片pian機jiC51yuyanweizhu
，yihuibianyuyanweifu，caiyongmokuaihuadeshejisixiang
，jianggaibufenshejihuafenweixiangyingdechengxumokuai，zengqianglechengxudekeyizhixing。zhenggeruanjianxitongzhuyaoyoudanpianjizhuchengxu
、鍵盤控製子程序、開機自檢子程序、溫度檢測及顯示子程序、中斷子程序等。單片機主程序流程圖如圖3所示。


係xi統tong上shang電dian後hou單dan片pian機ji首shou先xian進jin行xing係xi統tong初chu始shi化hua，之zhi後hou程cheng序xu執zhi行xing相xiang應ying的de自zi檢jian子zi程cheng序xu
，檢jian測ce測ce溫wen係xi統tong是shi否fou有you故gu障zhang。係xi統tong默mo認ren進jin入ru的de單dan機ji工gong作zuo模mo式shi
，在zai單dan機ji工gong作zuo模mo式shi下xia，可ke以yi根gen據ju功gong能neng按an鍵jian選xuan擇ze不bu同tong的de功gong能neng
，通tong過guo係xi統tong調tiao用yong相xiang應ying的de功gong能neng按an鍵jian處chu理li子zi程cheng序xu來lai完wan成cheng應ying的de功gong能neng，並bing在zaiLED數碼管上顯示相應的溫度信息
，具有非常好的人性化特點；zaiwuxiangongzuomoshixia，cishixitongzuoweiyigexiaweiji
，keyiheyuanchengjisuanjijinxingwuxiantongxin，shixianshujudeyuanjulichuanshu，liyongjisuanjiqiangdadexinxichuligongneng，baxiaweijichuansongguolaideshujujinxingfenxihechuli。

3試驗結果及分析

試(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)通(tong)過(guo)對(dui)普(pu)通(tong)熱(re)水(shui)器(qi)加(jia)熱(re)中(zhong)的(de)水(shui)溫(wen)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)取(qu)得(de)
，測(ce)量(liang)中(zhong)采(cai)用(yong)實(shi)驗(yan)用(yong)高(gao)精(jing)密(mi)數(shu)字(zi)測(ce)溫(wen)儀(yi)的(de)示(shi)值(zhi)溫(wen)度(du)作(zuo)為(wei)被(bei)測(ce)物(wu)體(ti)溫(wen)度(du)檢(jian)測(ce)點(dian)的(de)溫(wen)度(du)真(zhen)實(shi)值(zhi)，本(ben)測(ce)溫(wen)裝(zhuang)置(zhi)測(ce)得(de)的(de)溫(wen)度(du)信(xin)息(xi)經(jing)過(guo)電(dian)路(lu)的(de)轉(zhuan)換(huan)及(ji)單(dan)片(pian)機(ji)的(de)處(chu)理(li)後(hou)，測(ce)得(de)的(de)溫(wen)度(du)信(xin)息(xi)在(zai)LED數碼管上的顯示值如表l所示。從表中的數據可以看出，本係統LED顯示值和真實值很接近
；試驗過程中，由於測量環境及其它因素的影響，使得係統的測量值在真實值上下波動，但溫度的實際相對誤差始終保持在1％以內，從而證明了本測溫裝置完全能夠滿足實際的測量要求。


文中以單片機為測溫裝置的控製及數據處理核心
，設計了基於鉑熱電阻的高精度測溫裝置，具有兩種工作模式；采用兩個完全相同的毫安級恒流源分別給熱電阻和參考電阻供電，利用高精度的模數轉換芯片ADS1110完成溫度信息的采集及A／D轉換，從提高了裝置的測量精度；通(tong)過(guo)單(dan)片(pian)機(ji)的(de)軟(ruan)件(jian)編(bian)程(cheng)完(wan)成(cheng)線(xian)性(xing)化(hua)算(suan)法(fa)及(ji)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)運(yun)算(suan)
，並(bing)結(jie)合(he)功(gong)能(neng)按(an)鍵(jian)來(lai)實(shi)現(xian)係(xi)統(tong)的(de)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)。試(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)的(de)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，此(ci)測(ce)溫(wen)裝(zhuang)置(zhi)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)，具(ju)有(you)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)的(de)實(shi)際(ji)用(yong)途(tu)。