智能热电偶测温系统设计--毕业设计论文.doc

摘要温度是表征物体冷热程度的物理量。在工农业生产和日常生活中，对温度的测量控制始终占据着重要地位。温度传感器应用范围之广、使用数量之大，也高居各类传感器之首。本文使用温度传感器设计了一个完整的测温系统。该系统所采用的温度传感器为热电偶，A/D转换器件为ADC0809，微型计算机采用的是MCS-51单片机。系统将温度变换、显示和控制集成于一体，用软件实现系统升、降温的调节，控制采用了模糊控制原理对系统进行控制。设计的系统所满足的技术指标：测温范围为500—800℃，响应时间为小于等于1s，误差范围为-5℃—+5℃。关键词：热电偶A/D转换模糊控制ABSTRACTTemperatureisthephysicalquantityofsymptomobjectcoldhotlevel.Inthedailylifeandproductionofindustryandagriculture,occupyimportantpositionallalongforthemeasurecontroloftemperature.Temperaturesensorapplicationbroadscopeandusebigquantity,alsoholdtheheadofeachkindofsensorhigh.Thispaperusestemperaturesensorandhasdesigned,isaandcompletetomeasurewarmsystem.Thetemperaturesensoradoptedbythissystemisthermocouple,theconverterofA/DisADC0809,whatpersonalcomputeradoptisthatMCS-51onlyflatmachine.Systemalternatestemperature,showsandcontrolstobemoreintegratedthanonebody,realizessystemwithsoftwaretorise,cooldownregulation,controlhasadoptedvaguecontrolprincipleassystemcontrols.Thetechnicalindexofdesignsatisfiedbysystem:Measurewarmscopeis500—800℃,respondtimetobesmallerthanisequalto1s,scopeiserror-5℃—+5℃.Keyword:ThermocoupleConversionofA/DVaguetocontrol目录第一章绪论1第二章系统设计2第三章硬件结构及分析43.1温度检测元件—热电偶43.1.1热电偶的特性43.1.2热电偶的基本定律53.1.3热电偶测温63.2电源电路93.3测量电路103.4滤波电路113.5控制电路123.6A/D采集部分原理133.6.1A/D转换器概述133.6.2逐次逼近式A/D转换原理133.7显示部分原理153.8键盘部分的应用163.8.1键盘的工作原理163.8.2矩阵式按键接口173.8.3键盘、显示器组合接口19第四章控制软件及流程224.1键盘、显示及A/D转换224.2控制程序244.2.1控制程序原理244.2.2模糊控制在该系统中的实现25总结29致谢30参考文献31第一章绪论检测与传感是实现单片机控制的关键环节，它与信息系统的输入端相连，并将检测的信号输送到信息处理部分，是单片机控制系统的感受器官。在科学实验和生产实际中，很多物体和现象具有明显和稳定的数量特征，我们可以通过测量和计算，确定该量的大小，并用数字给出结果，还有一些物体特征数量较少，或某些现象不十分明显，常常被很多其他量或现象所掩盖，能否检出这些被掩盖量的存在，进而得出这些量的大小数值，都需要传感和检测技术。在科学技术的研究、工业生产应用的过程中，对这些量不仅要进行测量，而且要对其进行控制、变换、传输、显示等。在实践的过程中，人们逐步认识到电量具有易测等许多优点，而且大多非电量可以精确的转化为电量，这就是所谓的非电量测量技术。在单片机控制系统中信号检测主要就是应用这种非电量测量技术。本文就是采用了非电量测量技术，用热电偶将温度这一非电量转化为电量，在通过信号调理电路对输出信号进行放大、滤波，并送A/D转换，最后送单片机处理并实现对后续电路的控制。在加热过程中，我们采用了可控硅调压控制的方案，因为可控硅控制方法简单，元件的性能可靠，使用时不易损坏，且成本较低，故在设计中采用了可控硅元件进行调压。加热对象为电阻性元件（如碳棒等）。由于被控对象是温度，且恒温箱体的热容量大，热惯性大，在加热过程中容易产生超调和震荡现