自動(dòng)溫控系統(tǒng)的溫度采集設(shè)計(jì)

自動(dòng)溫控系統(tǒng)的溫度采集設(shè)計(jì)12級(jí)通信工程一班一組系統(tǒng)原理框圖溫度傳感器電壓跟隨器運(yùn)算放大A/D轉(zhuǎn)換器微處理器報(bào)警譯碼顯示降溫控制電路一、溫度傳感器的選擇方案一：熱敏電阻方案二：溫度傳感器AD590方案三：溫度傳感器LM335方案一：熱敏電阻采用NTC熱敏電阻器的電阻與溫度的關(guān)系是非線性的，用電橋?qū)崿F(xiàn)溫度升高引起的電阻變化對(duì)應(yīng)于電壓的變化。由于NTC熱敏電阻與溫度的關(guān)系是非線性的，因此輸出的結(jié)果測(cè)試精度較低，并且不能達(dá)到我們對(duì)溫度控制的要求。方案二：溫度傳感器AD590本方案選用溫度傳感器AD590構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)。AD590是一種電壓輸入、電流輸出型集成溫度傳感器，測(cè)溫范圍為-55℃~150℃，

精度高，非線性誤差僅為±0.3℃，調(diào)節(jié)系數(shù)為1μA/K。其輸出電流I=(273+T)uA。溫度傳感器電路V1V22.73V（2.73+T/100）VVoT/10V0=（100K/10K）×(V2-V1)=T/10

輸出電壓接A\D轉(zhuǎn)換器，那么A\D轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線性比例的關(guān)系

它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例,調(diào)節(jié)系數(shù)10mV/℃

。因而，從使用角度來說，LM355與用開爾文標(biāo)準(zhǔn)的線性溫度傳感器相比更有優(yōu)越之處，LM355無需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供±1/4℃的常用的室溫精度。LM335原理電路方案三：溫度傳感器LM335Vo=10mV/℃8電壓型集成溫度傳感器原理圖三種溫度傳感器比較方案一：由于鉑電阻與溫度的關(guān)系是非線性的，因此輸出的結(jié)果測(cè)試精度較低，并且不能達(dá)到我們對(duì)溫度控制的要求。方案二：選用溫度傳感器AD590，電流和溫度成線性關(guān)系，準(zhǔn)確度高。方案三：采用溫度傳感器LM335，具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例。綜上可得，方案二和方案三都是可行的。二、轉(zhuǎn)換電路由于溫度傳感器采集來的電信號(hào)的范圍不適合直接輸入ADC0809，故需要接一個(gè)轉(zhuǎn)換電路，將采集到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換到0~5v之間，使之可以直接加到ADC0809端口。三、采樣值的準(zhǔn)確量化它是溫控電路正常工作的關(guān)鍵，這里采用以下?lián)Q算辦法來進(jìn)行量化。設(shè)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理后的電壓為Ui，則0V≤Ui≤5V，已知0V對(duì)應(yīng)的溫度為－55℃，5V對(duì)應(yīng)的溫度為125℃，易求得比例因數(shù)Kt＝0.0278V/℃。當(dāng)溫度為0℃時(shí)，Ui＝0V+ΔT?Kt＝0V+55℃×0.0278V/℃＝1.529V。Ui轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，每個(gè)數(shù)字量對(duì)應(yīng)電壓值為19.53mV，用Ks表示。可求得數(shù)字量變化與溫度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系：Kt/Ks＝1.426數(shù)字量/℃所以0℃時(shí)，AD輸出的數(shù)字量D0=0+55℃×1.426數(shù)字量/℃＝78.43≈79=01001111B它是芯片輸出端具有可控的三態(tài)門，這種芯片的輸出端可以直接和系統(tǒng)總線相連，由讀信號(hào)控制三態(tài)門，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，CPU執(zhí)行一條輸入指令，從而產(chǎn)生讀信號(hào)，將數(shù)據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換器取出。ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝，可實(shí)現(xiàn)8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs左右。四、模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC080914ADC0809的主要引腳功能D7～D0：輸出數(shù)據(jù)線（三態(tài)）EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)輸出IN0～I(xiàn)N7：8通道（路）模擬輸入OE：輸出允許（打開輸出三態(tài)門）ADDA、ADDB、ADDC：通道地址