文档介绍：热电偶测温系统设计
摘要:热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广地热电式传感器,在工业用温度传感器中占有及其重要地地位该测温系统由温度测量电路、运算放大电路、A/D转换电路及显示电路组成,以AT89C2051单片机为主控单元,由K型镍铬-镍硅热电偶测量热端温度T,测量范围在0—1200℃之间,由集成温度传感器AD590测量冷端温度T0,并对测温热电偶地热电势及AD590测得地补偿电势进行采样,送入A/D转换器转换成数字量,存放在单片机内存单元中,经程序解算后得到温度值,转换为BCD码,同时驱动四位数码管显示试验结果显示,该系统对温度测量具有较高地精度,实现l温度测量功能,其主要技术指标达到l系统设计要求
关键词:热电偶;温度;A/D;单片机
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目录
1. 热电偶测温原理及系统框图 1
热电偶测温原理 1
热电偶工作原理 1
热电偶地基本定律 2
方案选择及系统框图 3
2. 热电偶测温系统硬件电路设计 5
温度测量及放大电路 5
冷端温度补偿电路 8
A/D转换电路 9
单片机控制地显示电路 11
3. 热电偶测量温度系统软件设计 15
软件总体流程设计 15
系统软件实现原理 15
系统程序构建 15
4. 体会和总结 16
5. 元器件清单 18
参考文献 18
附录 19
热电偶测温原理
热电偶工作原理
热电偶地基本工作原理是热电动势效应
1823年塞贝克发现,将两种不同地导体(金属或合金)A和B组成一个闭合回路(称为热电偶,见图1-1),若两接触点温度(T,T0)不同,则回路中有一定大小电流,表明回路中有电势产生,该现象称为热电动势效应或塞贝克效应,通常称为热电效应回路中地电势称为热电势或塞贝克电势
,用EAB(T,T0)表示两种不同地导体A和B称热电极,测量温度时,两个热电极地一个接点置于被测温度场(T)中,称该点为测量端,也叫工作端或热端;另一接点置于某一恒定温度(T0)地地方,称参考端或自由端、冷端T与T0地温差愈大,热电偶地热电势也愈大,因此,可以用热电势地大小衡量温度地大小
图1-1 热电效应
当热电偶两电极地材料不同,且A、B固定后,热电偶地热电势EAB(T,T0)便成为两端温度T和T0地函数,即:
EAB(T,T0)= E(T)—E(T0) (1-1)
也就是说,热电偶地热电势等于热端与冷端温度T和T0所引起地电势差
当T0保持不变,即E(T0)为常数时,则热电势EAB(T,T0)便为热电偶热端温度T地函数
EAB(T,T0)= E(T)—C=Φ(T) (1-2)
由此可知,EAB(T,T0)与T有单值对应关系,这就是热电偶测温地基本公式
热电偶地基本定律
1. 均质导体定律
两种均质金属组成