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王仙娟:一种价廉实用的温度监测系统
一种价廉实用的温度监测系统
Temperature Monitoring System With Reasonable Price and Practical Character
王仙娟
(浙江水利水电专科学校电气工程系,浙江杭州 310018)
摘要:与常规测温系统不同,利用 RC 环形振荡器,可组成价廉实用温度监测系统。本文给出了硬件及软件设计方案,并指出了应用前景。
关键词:负温度系数热敏电阻(NTC) ;RC 环形振荡器;单片机;温度监测
温度测量一般采用各色各样的温度传感器,常用的时钟输出端将重要的系统参数读到特定的 RAM 区,使系
温度传感器有热电偶、热电阻、半导体热敏电阻等。对常统恢复正常运行。
温区的温度测量,常用负温度系数热敏电阻,简称 NTC。 2. 2 测温原理
NTC 货源充足,封装型式多样,能够很方便的应用到各种利用负温度系数热敏电阻,当温度发生变化时,NTC
场合,且价格低廉。本文以 NTC 为基础,以 RC 振荡器为的阻值会明显发生变化,NTC 的阻值直接反映出温度的
关键,介绍一种新的测温方法。大小。RC 环形振荡电路如图 3 所示,其中 Rt 为热敏电
1 常规系统测温阻, Rs 为限流电阻。其输出电压波形如图 4 为矩形脉
温度的测量,根据模数转换方法不同,可分为二大冲,周期 T = 2. 2 RtC。当温度发生变化时, Rt 值变化,使
类:一类是以 AD 芯片进行模数转换,测温结构框图如图得 RC 振荡电路输出脉冲的周期变化。通过检测脉冲的
1。它由检测电路、放大电路、A/ D 转换电路及单片机等周期,就可以测出热敏电阻所处的环境温度,即实现测
组成。通过 NTC 和检测电路,输出与温度相对应的模拟温。与常规系统测温电路相比,硬件大大减少,成本减
弱电压,经放大器放大,由 A/ D 转换为数字信号,输给单低;输给单片机的是脉冲信号,增强了抗干扰能力,可靠
片机,经过单片机数据处理而测得温度值。另一类是以性大大提高。
V/ F 芯片代替 A/ D 芯片,其余类同。它们的共同缺点是
结构复杂、硬件多、成本高。
图 3 RC 环形振荡电路原理图图 4 RC 环形振荡电路
输出电压波形
图 1 测温结构框图
3 软件设计
2 本系统的硬件组成和工作原理
3. 1 测温中断服务程序
系统结构
2. 1 3 1 1 测温数学模型
热敏电阻 NTC 的阻值—温度特性曲线是一条指数
曲线,非线性度较大,根据测温范围,对其进行线性化处
理,一般应用中,完全可以满足测量精度要求。对于精度
要求较高的场合,可以在软件设计中解决。
温度计算公式如下: t = t0 - KRt
图温度监测系统结构框图
2 式中: t —被测温度;
温度监测系统结构框图如图 2 ,它由单片机、RC 环 t0 —与热敏电阻特性有关的温度参数;
形振荡电路、显示与报警、执行机构、小键盘和看门狗等 K —与热敏电阻特性有关的系数;
组成。通过 RC 振荡产生矩形脉冲,直接输给单片机的 Rt —热敏电阻的阻值。
计数引脚,经单片机计算得出温度值并显示。根据监测根据这一公式,如能测得