文档介绍：-1-,这个物理仪器几乎比任何其它仪器都得到更广泛的应用。现代的历史研究认为最早发明温度计的科学家是伽利略,他于1592年发明了最早的气体温度计,最早的液体温度计是荷兰科学家华伦海特制造出来[1]。随着宇航、核能、冶金、材料、低温、微电子学和生物医学等方面的发展,对温度测量、控制的精度和范围提出了越来越高的要求,尤其是对温度的测量非但要准确,而且需读取数值更直观更方便,从而促进了温度测量和控制技术的迅速发展[2]。虽然水银温度计至今仍是各种温度测量的计量标准。可是它的缺点是刻度间隔通常都很密,不容易准确分辨,读数因难,而且它们的热容量还比较大,达到热平衡所需的时间较长,因此很难读准,并且使用非常不方便,而且水银有毒,玻璃管易碎。后来出现代替水银的有酒精温度计和金属簧片温度计,它们虽然没有毒性,但测量精度很低,只能作为一个概略指示。后来接着出现了热电阻温度计、热电偶温度计等。随着大规模集成电路工艺的提高,又出现了多种集成的数字化温度传感器[3]。随着电子工业的发展,数字仪表反应速度快、操作简单,对使用环境要求不高的优点,市场上逐渐出现越来越多的数字式温度计,另外,纵观国际上现有的温度计的变化,总的趋势是从模拟向数字转变,相应的体积也在不断减小,并且一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。测量温度的关键是温度传感器,随着科学技术的发展,温度传感器的发展经历了三个发展阶段:(1)传统的分立式温度传感器,(2)模拟集成温度传感器,(3)智能集成温度传感器。特别是现代仪器的发展,微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向。总之,从温度计的诞生,发展到现在,温度计对物理学和日常生活起着非常重要的作用。,物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中,像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内:许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行;炼油过程中,原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。可见,温度的测量和控制是非常重要的。虽然数字式温度计的应用己相当普遍,但是,伴随着新器件的诞生、新技术的涌现,在新需求的推动下,温度检测系统的整体结构、器件选择等方面仍需不断研究和创新。本设计目的是研究与开发出结构简单、可靠性高、成本低、测温范围广、体积小、功-2-耗低、精度高、显示直观特点的便携式数字温度计。由于所设计的系统将具有电路简单、采集温度精度高等许多优点,所有可广泛应用在不同场合,有很强的实际应用意义。该设计也是我对大学所学到的东西做的一个综合应用,同时将增强我的动手能力和提出问题,分析问题,解决问题的能力,可以巩固自己的专业知识,为以后的进一步工作学衡所需时间长等几方面问题展开研究。通过对目前各种温度传感器的分析与研究,对温度传感器做出合理选择,并根据实际需要选择合适的主芯片和显示器,达到优化整体结构,提高温度检测精度,同时使系统具有测温范围广、体积小、功耗低、精度高、显示直观的优点,并保证系统结构简洁。本论文的研究重点将放在温度传感器的选择、硬件设计和程序设计这三个方面。总之,本课题研究以期研制出一套简洁实用、精确稳定、使用直观的便携式数字温度计。。可通过测量敏感材料的电阻来确定被测的温度。它分为金属热电阻和半导体热电阻两大类,常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。铂热电阻的特点是物理化学性能稳定,尤其是耐氧化能力强、测量精度高、测温范围宽,制作误差小,结构简单,而且已有统一的国际标准。有很好的重现性,但价格较贵。而铜热电阻价格便宜,测温范围小,通常用于测量精度不高的场合。半导体热敏电阻具有电阻温度系数大、型小体轻、热惯性小、稳定可靠、价格便宜、结构简单等特点。半导体温度传感器按半导体电阻随温度变化的特点又分为负电阻温度系数热敏电阻、正电阻温度系数热敏电阻和临界温度电阻器[4-5]。。PN结半导体温度传感器是利用半导体PN结的温度特性制成的。其工作原理是PN结的反向电流随温度呈指数规律变化,而当正向电流不变时,其正向压降随温度近似线性变化。现代的PN结温度传感