高温温度计研究

2012-01-30 10:21:29来源: eefocus

在现实生活中,测温装置形式多样,但大多数存在测温范围小的缺点,使其应用范围受到限制。例如:汽车发动机、空调压缩机、轮船等温度往往较高,使用一般的温度计难以测量,使用大型的测温设备不但测量成本高,而且也不易携带。文中设计了一种便于携带,且实用又能适应高温环境的高温温度计。

高温温度计的原理框图如图1所示。

高温温度计的原理框图
系统是基于Pt100的高温温度计,Pt100模拟温度传感器对环境温度进行采集,然后把采集的数据经A/D转换后传给单片机,单片机接收数据并处理后,在液晶屏上显示测量的温度值。

1 系统主要硬件设计

1.1 电源电路

系统用3节5号干电池串联,电压接近4.5 V,刚好满足设计的电源电压要求。电源处理芯片的选择方面考虑的重点是效率高、工作电压低、体积小,经过仔细对比后,选择了以下电源处理芯片。

TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf 2.5~36 V范围内的任何值。在本文中用作桥式测温电路的参考电压,还具有多种应用,例如:分流校准器、串联校准器、开关校准器、电压参考等。

在T1431与电源引脚间加上一个100 Ω电阻用于限流,地引脚端直接接地,电压输出2.5 V接到桥式测温电路作为基准电压,注意基准电压必须稳定,不然会影响测温准确性。

LM1117是具有稳定的电压输出的校准器,可以输出稳定的1.2 V,1.5 V,1.8 V,2.5 V,2.85 V,3.3 V,5 V等电压。设计中用LM1117稳压至3.3 V为A/D模数转换器、放大器提供稳定的电压保证。在电源和地引脚之间加上电容C4和C5用于去耦滤波。

Intersil公司生产的ICL7660是提供双电压的COMS集成芯片,它在提供正负电压方面有独特的优势。ICL7660可以提供+1.5~+10 V和-1.5~-10 V的正负电压。ICL7660正输出电压Vout+和负输出电压分别接入INA126电源的正负极。电源模块电路原理如图2所示。

 

电源模块的电路原理
图2中VCC5是电源电压,经过LM1117芯片输出为3.3 V,为INA126(仪表放大器)、ADS7816和ICL7660供电。经过TL431输出2.490 V的电压,为桥式放大电路和ADS7816提供稳定的基准电压。ICL7660把+3.3 V转换为-3.3 V,为仪表放大器提供负电压。因为单片机和液晶显示器的工作电压范围广,所以VCC直接和总电源相连。

1.2 A/D模数转换模块

因为Pt100是模拟温度传感器,且温度测量范围广,所以设计采用ADS7816,A/D电路图如图3所示。管脚VREF接桥式测温电路的基准电压,管脚+IN信号数据输入口接INA126运放的输出端,-IN、GND管脚分别接地。管脚CS片选端接单片机的P1.6口,低电平有效,当P1.6口置低电平时A/D选通,开始工作。管脚Dout信号数据输出口接单片机的P1.5口,用于读取A/D转换后的数据。管脚LOCK时钟信号口接单片机的P1.4口,单片机P1.4口提供A/D连续时钟脉冲,保证A/D数据转换和读取的正常。管脚VCC接经LM1117稳定后的输出电压3.3 V。设计采用STC公司的89C52单片机作为核心,在系统中用89C52单片机来读取A/D转换数据并处理,然后控制液晶显示,是设计中所有器件的核心模块。

单片机与A/D连接电路图如图3所示。
单片机与A/D连接电路图

1.3 显示模块

基于液晶1602显示内容丰富,功耗低等优点,选用液晶1602作为显示模块。液晶的第1管脚是接地管脚,管脚VCC接电源,液晶的管脚VL外接电源串联一个10 kΩ的电位器后接地,用来调节液晶的亮度对比度,使其显示清楚、准确。管脚RS接单片机的P1.0口。管脚RW接单片机P1.1。管脚EN接单片机P1.2口,是液晶的使能管脚。液晶的数据口(7~14管脚)接单片机的P0.0~P0.7口,液晶的数据口采用8位并口方式进行数据传送。第15,16管脚是液晶背光灯的正负极,分别接VCC和GND即可。液晶连接电路图如图4所示。

液晶连接电路图

关键字:温度传感器  桥式测温电路  温度计

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0130/article_4500.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
温度传感器
桥式测温电路
温度计

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved