文档介绍：:..数字温度计绪论温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域,尤其在热学试验(如:物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验)中,有特别重要的意义。现在所使用的温度计通常都是精度为1℃℃的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密,不容易准确分辨,读数困难,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。本设计所介绍的数字温度表与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确等优点,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用。目前温度计的发展很快,从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等,温度计中传感器是它的重要组成部分,它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。传感器应用极其广泛,目前已经研制出多种新型传感器。但是,作为应用系统设计人员需要根据系统要求选用适宜的传感器,并与自己设计的系统连接起来,从而构成性能优良的监控系统。随着科学技术的不断进步与发展,温度传感器的种类日益繁多,数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以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转换器的弊端等优点,被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。其中,比较有代表性的数字温度传感器有DS18B20。本毕业设计介绍了智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法,并对以此传感器为测温设备和At89S52单片机为控制器构成的温度测量装置的工作原理及程序设计作详细的介绍。该装置适用于人民的日常生活和工农业生产用于温度测量。2设计方案及方案选择高精度温度采集系统不仅要满足一定精度的温度测量的基本功能,而且考虑系统的最低成本,还要考虑温度超限报警输出的功能,同时系统还具有显示当前的测量温度值的功能,除此之外,设计时还要考虑电源的问题,在长期工作的情况下,系统的工作可靠性指标也是系统在设计时值得考虑的一方面。根据目前构成的各种温度测量装置,并结合本设计的任务要求,能基本实现设计任务的方案大概有如下两种:(1)采用铂热电阻实现温度测量;(2)采用温度传感器DS18B20实现温度测量。-1采用铂热电阻温度测量总体结构图采用温度传感器铂电阻Pt100。铂热电阻的物理化学性能在高温和氧化性介质中很稳定,它能用作工业测温元件,且此元件线性较好。在0—100摄氏度时,。铂热电阻与温度关系是:Rt=R0(1+At+Bt*t),其中Rt是温度为t摄氏度时的电阻;R0是温度为0摄氏度时的电阻;t为任意温度值,A,B为温度系数。用ATMEL公司的AT89S52控制芯片,是一种高性能、低电压、低功耗的8位型处理器,与51系列单片机的指令、管脚完全兼容。在控制软件的支持下,CPU对外围电路进行控制、计算,将温度检测电路输入的温度测量数值进行处理,并扫描、显示。这种方案在信号的采样、放大电路、报警设置以及报警电路等环节与第二种方案没什么区别,只是在放大电路后采用了A/D转换电路,它将模拟量转换成数字量,然后经过三极管驱动进行数码显示,它最大的好处是显示直观,这是模拟式产品向智能式产品的中间过渡型产品,属第二代仪表,在上世纪80年代的设计中大都属于本种结构的方案,在工业现场看到的大都是未被替换的产品,在目前的设计中,也已经几乎停止使用本方案。。由于器件内部配有专门的温度采样的数模转化电路,无须外加数模转化器件对采集来的温度量进行转化,因此较为方便。采用数字集温度测量仪构成计算机网络系统是首选的方案,利用目前成熟的计算机技术,依靠计算机强大的处理能力,对数据前向通道来的温度数据进行判断、处理、存储,并可采用十分简单的方法通过三极管驱动放大电路将显示信息送出进行数码显示,对温度的报警处理,可采用软件设定温度限值来保证工作的可靠性,同时可按用户的要求进行各种处理。图2-2采用DS18B20实现温度测量总体结构图经过综合考虑,本次设计采用的是方案二,系统总体结构图主要包括作为测量系统核心的微处理器,集成温度传感器,显示电路及报警电路等。时钟部分是为了给系统提供工作所需要的时钟信号,控制着微控制器的有序运行节奏。复位电路部分使微控制器以及系统各部件处于初始状态,并从这个状态开始运行。最后的电源电路是任何一个测量仪表所不可缺少的也是十分重要的一个环节,而且从某种意义上来说,电源设计的好坏将直接影响仪器的寿命。