基于PT100的温度检测仪的设计

-基于PT100的温度检测仪的设计【摘要】：本文首先简要介绍了铂电阻PT100的特性以及测温的方法，在此基础上阐述了基于PT100的温度检测仪设计。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。另外，还设计了时钟电路模块，能实现对温度的实时测量。本设计采用了两线制铂电阻温度测量电路，通过对电路的设计，减小了测量电路及PT100自身的误差，使温控精度在0100范围内达到0.1。本文采用STC89C52单片机，TLC1543A/D转换器，LM358放大器，铂电阻PT100及LCD1602显示组成系统，编写了相应的软件程序,使其实现温度的实时显示。该系统的特点是：使用简便；测量精确、稳定、可靠；测量范围大；使用对象广。【关键词】：单片机；PT100热电阻；温度检测；-i-Abstract:ThisarticlebrieflydescribesthecharacteristicsofPT100platinumresistanceandtemperaturemeasurementmethod,onthebasisitdescribesthedesignoftemperaturemeasurementsystembasedonPT100.Inthisdesign,itisuseaPT100platinumresistanceastemperaturesensor,inordertoacquisitionthetemperaturesignal,ituseofconstant-currenttemperaturemeasurementmethodandusesingle-chipcontrol,Amplifier,A/Dconverter.Inaddition,itdesignsaclockcircuitmodulestoachievereal-timemeasurementoftemperature.Itcanstillimprovetheperformusedtwo-wiretemperaturecircuitandreducethemeasurementeror.Thetemperatureprecisionisreached0.1between0100.ThesystemcontainsSCM(STC89C52),analogtodigitalconvertdepartment(TLC1543),LM358amplifier,PT100platinum,LCD1602，writethecorrespondingsoftwareprogramtoachievereal-timetemperaturedisplay.Thesystemissimple,accurate,stableandwiderange.Keywords:Single-ShipComputer;ResistiveThermalDetectorofPT100;Measure-temperature;-ii-目录前言.2第1章方案设计与论证.3第1.1节传感器的选择.3第1.2节方案论证.4第1.3节系统的工作原理及系统框图.5第2章系统硬件电路设计.6第2.1节PT100传感器特性和测温原理.6第2.2节信号调理电路.7第2.3节电源电路的设计.7第2.4节放大电路的设计.8第2.5节A/D转换器的选择与设计电路.9第2.6节单片机控制电路.11第2.7节按键和显示电路及其警报电路.11第3章系统软件设计.14第3.1节系统软件设计.14第3.2节软件的流程图.14第4章系统测试.18第4.1节Proteus仿真软件介绍.18第4.2节电路仿真设计.18第4.3节测试结果及其分析.20结论.22参考文献.23附录：.25附录1：部分源程序.25第1页前言随着科技的发展和“信息时代”的到来，作为获取信息的手段传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。随着电子技术和材料科学的发展，对各种新型的热敏元件及温度传感器要求结构先进、性能稳定，以满足对温度测控技术提出的越来越高的要求。主要介绍了一个基于STC89C52单片机的测温系统，描述了利用温度传感器PT100测温系统的过程，对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了分析，该系统可以方便的实现温度采集和显示，灵敏度高、体积小、功耗低等优点。传感器应用于测量和控制系统，系统的性能受到传感器性能好坏直接影响。因此必须掌握各种传感器的结构、原理及其性能指标，并且必须懂得传感器怎样经过适当的接口电路调整满足信号的处理、显示及其控制的要求，而且通过对传感器应用实例原理和智能传感器实例的分析，才能将传感器和信息处理与通信结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和推广。传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工作效率，各自都在研制适合在市面上流行的传感器，因此各式各样的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器就是众多新型传感器中一类传感器。其发展速度之快，存在还有很大潜力。为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合温度传感器技术而开发设计了这一温度测量系统。文中将传感器理论与单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热电阻作为温度传感器来测量实时的温度，以及实现热电转换的原理过程。本设计系统包括温度传感器，信号放大电路，A/D转换模块，数据处理与控制模块，温度、时间显示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度测量与显示。第2页第1章方案设计与论证第1.1节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，后者非接触式温度传感器与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。在接触式和非接触式两大类温度传感器中，当今运用多的是接触式传感器。目前使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，在各种热电式传感器中，以温度转换为电势和电阻的方法最为普遍。将温度转换为电势大小的热电式传感器叫做热电偶；将温度转换为电阻值大小的热电式传感器叫做热电阻。热电偶传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。常用热电阻的材料有铂、铜等，它的高温度系数在36*10-3范围内、高电阻率、稳定的物理和化学性能、优良的线性输出等特性，常用的热电阻如PT100、PT1000等。近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55+125，而且温度的测量精度都不高，好的才0.5,一般有2左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要。热电偶属于接触式温度测量仪表是工业生产中最常用的温度检测仪表之一。特点为测量精度高。因热电偶与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量范围广。常用的热电偶从-50+1600均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269（如金铁镍铬），最高可达+2800（如钨-铼）。构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外围拥有保护套管，使用方便快捷。热电偶是一种感温元件，它能将温度信号转换为热电势信号，通过与电气测量仪表的使用搭配，就能测量出被测的温度。热电偶的基本原理是热电效应。由于本设计的任务是要求测量波峰焊炉，综合价格以及后续的电路，决定采用线性度相对较好的PT100作为本课题的温度传感器，具体的型号为WZP型铂电阻，该传感器的测温范围从200650。第3页第1.2节方案论证对于这系统的硬件设计，分别选取了如下的设计方案进行讨论：1.2.1.方案一采用了最简单的方式，就是将传感器输出的信号，经过D/A转换后直接显示。如图1-1所示。传感器D/A显示器图1-1方案一的系统方框图1.2.2.方案二采用MAXIM公司生产的DS18B20来采集温度，DS18B20是采用1-wire总接口的数字温度计，测量温度范围为-55-+125，精度可达到0。0675，最大转换时间为200ns。这器件可用一根引与处理器相连，以串行方式将数据送到处理器，经处理器处理后直接显示。如图1-2所示。DS18B20单片机显示图1-2方案二的系统框图1.2.3.方案三采用PT100传感器采集温度，然后将采集的温度经过信号调理放大电路放大，再通过A/D转换电路进行数模转换，最终进入单片机运算处理，最后送入液晶进行显示。热电阻PT100在测量电路中采用二线制接法作为反馈端接入电路。如图1-3所示。PT100温度采集信号放大器A/D转换单片机LCD液晶显示图1-3方案三的系统方框图本方案的优点是其恒流源电路硬件上采用恒流源和10位的AD芯片，误差小。软件上采用了查找表指令，精度高。方案三的电路耐高温且相对简单、性能稳定，便于制作和调试，所以我在设计中选用了方案三的设计方案。第4页第1.3节系统的工作原理及系统框图1.3.1.系统的工作原理测温的模拟电路是把当前PT100热电阻传感器的电阻值，转换为容易测量的电压值，经过放大器放大信号后送给A/D转换器把模拟电压转为数字信号后传给单片机STC89C52，单片机再根据公式换算把测量得的温度传感器的电阻值转换为温度值，并将数据送出到LCD液晶显示。1.3.2.系统框图本设计系统主要包括温度信号采集单元，时间信号采集单元，单片机数据处理单元，时间、温度显示单元。其中温度信号的数据采集单元部分包括温度传感器、温度信号的获取电路（采样）、放大电路、A/D转换电路。系统的总结构框图如图1-4所示。信号放大电路A/D转换电路PT100温度传感器STC89C52LCD液晶显示按键控制电路时钟电路图1-4系统的总结构框图第5页第2章系统硬件电路设计第2.1节PT100传感器特性和测温原理2.1.1.PT100传感器特性电阻式温度传感器(RTD,ResistanceTemperatureDetector)是指一种物质材料作成的电阻,它会随温度的改变而改变电阻值。铂电阻是用很细的铂丝(0.030.07mm)绕在云母支架上制成，是国际公认的高精度测温标准传感器。因为铂电阻在氧化性介质中，甚至高温下其物理和化学的性质都非常稳定，因此它具有精度高、稳定性好、性能可靠的特点。因此铂电阻在(-200650)范围内得到应用非常广泛。目前市场上已有用金属铂制作成的标准测温热电阻，如Pt100、Pt500、Pt1000等。它的电阻温度关系的线性度非常好。铂电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示:在0650范围内:Rt=R0(1+At+Bt2)在-1900范围内:Rt=R0(1+At+Bt2+C(t-100)t3)式中A、B、C为常数,A=0.00390802;B=-0.000000580;C=0.0000000000042735;在实际应用中，一般使用单片机来进行温度的计算，由于该表达式比较复杂，用单片机处理这样的计算过程，将会占用大量的资源，程序的编写上也相当复杂，所以一般采用先查表，再插值的方法换算出温度。由于它的电阻温度关系的线性度非常好，因此测量较小范围内系统的温度和电阻变化的数学公式如下：R=Ro(1+T)。其中=0.00392,Ro为100(在0的电阻值),T为华氏温度，因此铂做成的电阻式温度传感器，又称为PT100。主要技术指标：1.测温范围一般都在-200650之间；2.测温精度一般都维持在0.1摄氏度；3.稳定性也维持在0.1摄氏度的范围。第6页2.1.2.测温原理Pt100是电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度。采用Pt100测量温度一般有两种方案：方案一:设计一个恒流源通过Pt100热电阻，通过检测Pt100上电压的变化来换算出温度;方案二:采用惠斯顿电桥，电桥的四个电阻中三个电阻是恒定不变的，另一个用Pt100热电阻，当Pt100电阻值变化时，测试端子产生一个电势差，从而将电势差换算出温度。两种方案的区别只取决于信号获取电路方式的不同，其原理上基本一致。第2.2节信号调理电路调理电路的作用就是将来源于测试传感器的信号变换成通道中A/D转换器能够识别的数据信号，对于本系统的电路，温度传感器是热电阻PT100，因此调理电路完成的结果是怎样将和温度有关的电阻信号转换成能被A/D转换器接收的电压信号。第2.3节电源电路的设计2.3.1.电源部分本设计运用作者自己设计的电源，将220V电压转换为9V电压。通过运用LM7805CT直流稳压电源进行线稳压，从而输出一个稳定的直流电压。降低设计的绝缘性的困扰，提高安全性。如图2-1所示。图2-1电源硬件部分2.3.2.电源芯片的特性设计的电源部分采用了LM7805CT（三端1.5A正电源稳压电路），它拥有固定的电压输出，应用非常广泛。由于内部电流的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使第7页它基本上不会损坏。LM7805CT是三端稳压电源模块，外围电路简单，正面看，管脚分别为输入、地、输出。额定输出电流1.5A，最大输入电压35V，输入输出压差的最大值是30V，最小值2V，输出电压5V，误差0.2V，实际应用时应根据压差和电流确定7805上的耗散功率，增加适当的散热装置。第2.4节放大电路的设计2.4.1.放大器一般设计放大器选择的好坏对提高测量优良率十分关键，根据查阅的相关资料，在放大器电路精选中，一般在首级放大器有低噪声、低输入偏置电流、高共模抑制比等要求的大多采用自制的三运放结构。着微电子科技的发展，市场上出现了各种专用的高性能的仪用放大器，它的内部核心结构大部分是三运放结构。随着近年来微电子技术的发展，市面上出现了不少专用的高性能的芯片，在本设计中我们根据手中的元器件材料最终选择了LM358作为放大器电路的首级放大。2.4.2.系统的电路放大器LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。放大电路采用LM358集成运算放大器，为了防止单级放大倍数过高带来的非线性误差，放大电路采用两级放大，如图2-2所示，前一级约为10倍，后一级约为3倍。温度在0100度变化，当温度上升时，Pt100阻值变大，输入放大电路的差分信号变大，放大电路的输出电压对应升高。图2-2放大电路第8页第2.5节A/D转换器的选择与设计电路2.5.1.A/D转换器的选择在我们所测控的信号中均是连续变化的物理量，通常需要用计算机对这些信号进行处理，则需要将其转换成数字量，A/D转换器就是为了将连续变化的模拟量转换成计算机能接受的数字量。根据A/D转换器的工作原理，常用的A/D转换器一般可分为两种，逐次逼近式A/D转换器和双积分式A/D转换器。1.双积分A/D转换器工作原理双积分A/D转换器采用间接测量的方法，它将被测电压转换成时间常数T，双积分A/D转换器由电子开关，积分器，比较器，计数器和控制逻辑等部分组成。所谓双积分就是进行一次A/D转换需要两次积分。电路先对被测的输入电压Vx进行固定时间(T0)的正向积分，然后控制逻辑将积分器的输入端通过电子开关接参考电压Vr，由于参考电压与输入电压反向且参考电压值是恒定的，所以反向积分的斜率是固定的，从反向积分开始到结束，对参考电压进行反向积分的时间T,正比于输入电压。输入电压越大反向积分时间越长，用高频标准脉冲计数测此时间，即可得到相应于输入电压的数字量。特点：可以有效的消除干扰和电源噪声，转换精度高，但是转换速度慢。2.逐次逼近型A/D转换器工作原理逐次逼近型A/D转换器由D/A转换环节，比较环节和控制逻辑等几部分组成。其转换原理为：A/D转换器将一待转换的模拟输入电压Ui与一个预先设定的电压Ui（预定的电压由逐次逼近型A/D转换器中的D/A输出获得）电压相比较，根据预设的电压Ui是大于还是小于待转换成的模拟输入电压Uin来决定当前转换的数字量是“0”还是“1”，据此逐位比较，以便使转换结果（相应的数字量）逐渐与模拟输入电压相对应的数字量接近。在本设计系统中，为了将模拟量温度转换成数字量，采用美国TI公司生产的多通道、低价格的模数转换器。采用串行通信接口，具有输入通道多、性价比高、易于和单片机接口的特点，可广泛应用于各种数据采集系统。LC1543为20脚DIP装的CMOS10位开关电容逐次A/D逼近模数转换器。TLC1543为20脚DIP装的CMOS10位开关电容逐次A/D逼近模数转换器，引脚排列如图2-5所示。其中A0A10（19、11、12脚）为11个模拟输入端，REF+（14脚，通常为VCC）和REF-（13脚，通常为地）为基准电压正负端，CS（15脚）为片选端，在CS端的一个下降沿变化将复位内部计数器并控制和使能ADDRESS、I/OCLOCK（18脚）和DATAOUT（16脚）。ADDRESS（17脚）为串行数据输入端，是一个1的串行地址用来选择下一个即将被转换的模拟输入或测试电压。第9页DATAOUT为A/D换结束3态串行输出端，它与微处理器或外围的串行口通信，可对数据长度和格式灵活编程。EOC：转换结束端。在最后的I/OCLOCK下降沿之后，EOC由高电平变为低电平并保持到转换完成及数据准备传输。VCC、GND：电源正端、地端。I/OCLOCK数据输入/输出提供同步时钟，系统时钟由片内产生。芯片内部有一个14通道多路选择器，可选择11个模拟输入通道或3个内部自测电压中的任意一个进行测试。片内设有采样-保持电路，在转换结束时，EOC（19脚）输出端变高表明转换完成。内部转换器具有高速（10S转换时间），高精度（10分辨率，最大1LSB不可调整误差）和低噪声的特点。A01A12A23A34A45A56A67A78A89GND10A911A1012R-13R+14/CS15DO16DI17CLOK18EOC19VCC20TLC1543图2-3TLC1543的引脚TLC1543与单片机的连接如图2-4所示第10页图2-4TLC1543与单片机连接电路第2.6节单片机控制电路本设计是采用STC89C52单片机作为主控电路，其中P1口为A/D转换器通信端口，P3.0,P3.6,P3.7为按键控制，P0口接LCD液晶显示屏，P2口接LCD显示器的片选端，用于对显示进行片选。如图2-5所示。图2-5单片机控制电路第11页第2.7节按键和显示电路及其警报电路2.7.1.按键电路本设计共设计4个按键，用来设置和修改设定值以及复位键。设置键，接单片机的P3.5脚用于申请，以执行键盘中断修改设置设定值；加键，用于修改设定使设定值按增形式调整；减键，用于修改值使设定值按减形式调整。其电路图如下图2-6所示。图2-6设定值按键电路2.7.2.显示电路本设计采用LCD液晶显示，并在屏幕上显示字符。当用LCD显示一个字符时就较复杂了，因为一个字符由68或88点阵组成，即要找到和屏上某几个位置对应的显示RAM区的8个字节，并且要使每个字节的不同的位为1，其它的为0，为1的点亮，为0的点暗，这样一来就组成某个字符。但对于内带字符发生器的控制器（如T6963C）来说，显示字符就比较简单了，可让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。那么怎么把内带T6963C的液晶图形显示模块和单片机的连接1LCD显示控制器T6963C，T6963C是点阵式液晶图形显示控制器，能直接和单片机连接；可以以图形、字符方式或合成显示；内部有字符发生器，共128个字符，允许CPU随时访问显示RAM，并可进行位操作。2内带T6963C的液晶图形显示模块（MGLS12864T）和单片机的连接。内带T6963C的液晶图形显示模块MGLS12864T和单片机的连接。其电路图如下图2-7所示。第12页图2-7显示LCD模块电路图2.7.3.警报电路该设计还采用了警报电路。在该设定的温度测量温度的同时，一旦测量值的温度超过设定值时电路就会想起警报，以起到保护电路的作用。电路如图2-8所示。图2-8警报电路图2.7.4.总电路将设计的各个部分经行连线组成一幅完整的系统电路图，该图体现了各个部分与单片机的连接方式。如图2-9所示。第13页图2-9总电路图第14页第3章系统软件设计第3.1节系统软件设计进行微机测量控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个测量对象的实际需要设计应用程序。因此，软件设计在微机测量控制系统设计中占重要地位。对于本系统，软件设计更为重要。在单片机测量控制系统中，大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处理包括：数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片机按一定的方法进行计算，然后再输出，以便达到测量控制目的。软件设计主要是对温度进行采集、显示,通过按键操作，进行时间的设置与修改。因此，整个软件可分为温度采集子程序、时钟读取程序、按键子程序、显示子程序、及系统主程序。第3.2节软件的流程图3.2.1.该软件流程图为系统的总流程图，从系统初始化在经过各项电路对数据的采集以及分析，最后得到实测的结论。如图3-1所示。系统初始化时钟电路PT100温度数据采集处理读到的数据结束开始图3-1系统总流程图第15页3.2.2.该流程图解释了该设计系统上的按键过程，通过软件加减实现对设定值的设定。如图3-2所示。开始初始化按键扫描Key1=0?Key2=0?调用加键调时调用显示程序Key3=0?调用减键调时调用显示程序返回主程序YYNNN图3-2按键流程图第16页3.2.3.通过恒流源电路采集到的信号经过放大电路进行放大后，送入到A/D转换器进行A/D转换,再送到单片机进行处理，将电压转换温度。如图3-3所示。开始初始化函数A/D转换器进行A/D转换将转换后的电压转换为温度结束图3-3温度转换流程图3.2.4.该部分通过调用时间和温度子程序，将转换的温度值通过显示程序的辨别后显示出来。如图3-4所示。开始系统初始化调用时间、温度子程序调用显示子程序调用扫描按键程序图3-4显示流程图第17页3.2.5.该流程图大致上的将程序主函数的过程进行了说明。如图3-5所示。开始结束将时间、温度数据写入到数码管读取时间、温度值显示时间、温度值图3-5主函数流程图第18页第4章系统测试第4.1节Proteus仿真软件介绍ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点有：实现了单片机仿真和分析电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、I2C调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：6800系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、HC11系列以及各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51uVision4等软件。具有强大的原理图绘制功能。第4.2节电路仿真设计启动Proteus软件，该系统的原理图画出电路仿真图，根据元件属性设置相应元件参数。由于PT100温度传感器在仿真过程中波动较大，使得显示的温度跳跃变化，不易于温度显示与测量。因此在本次仿真中用一个电阻来代替PT100热电阻,通过改变电阻阻值来反映PT100温度测量。另外，由于在Proteus软件中不能仿真变压，所以在本次仿真过程中采用软件自带的-2.5V的恒压原代替。对于数码管显示电路，采用数码管的显示形式，在这对仿真结果没多大影响，但在实际电路连接中必须实现LCD液晶显示的效果。系统电路仿真图如图4-1所示。第19页P34P356P15123456AXTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.0/T21./EX2P1.23.34P1.45.56P1.67.78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T1P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A1023.3/4P2.4/A1225.5/36.6/47U1AT89C52RST5CLK7I/O6X12X23VC1821+5V23456781RP1RESPACK-7+5Vkey1key2key3停止，时，分，秒，开始加键减键C130pFC230pFC30pFC430pFX13267481U2OP07C32647851U4AD620R11k5R210k30%RV12k3267481U5OP07C27%RV24k+5VV1-2.5V+5VR540kR410C81nC91nR610R810kR32kR7124.8+12v-12v-12v-12v+12v+12vAIN12I23AIN34I45AIN56I67AIN78I89AIN91I102REF+14-3I01SDO16I7CS15EOC19LK8U3TLC2543vcR9C5R10图4-1电路仿真图第20页第4.3节测试结果及其分析由于温度测试不容易控制，再加上温度采集条件的不允许，导致测量结果不是十分精确。但是，在测试的时候水温渐渐沸腾的时LCD上测试值明显的上升了。同时我采用多种温度的采集，对误差进行分析。其显示效果如图4-2（a）、图4-3（b）、表4-1所示。图4-2（a）是接通电源后指示灯亮起且LCD显示屏上的设定值可以通过按键经行设置。图4-3（b）所示的温度显示的水温在沸腾过程中所测到的一个数据。该系统的测量范围只要在温度采集条件允许的情况下完全可以超过100，符合设计第21页要求，故本次设计基本符合设计的要求，能实现对波峰焊炉的高温检测及显示。对水温进行多组测试：标准值36.745607587实测值30.344.354.666.776.3如上是对本系统的做的实测，通过观察发现系统存在很大误差,不能很精确的得到数据，故该系统还有很多改进的地方。测试的标准值使用家庭式数字式温度计所得的温度。对该系统分析存在硬件上A/D转换模式速度过慢无法及时将温度模拟量转换为数字量显示。软体程序不够严谨，查表式的温度检测程序也使得对实测产生很大的温度差。PT100的型号选的也不是很好，需要各方面的改进系统。如下图所示是本人在测试的过程中的记录的一组图片，图4-4是作为系统测试的标准值，图4-5是系统上测得的数据：图4-4测试的标准值图4-5测试值第22页结论本温度测量系统设计，是采用PT100温度传感器经过放大和A/D转换器送到单片机进行控制温度显示和时间显示。另外本系统还可以通过外接电路扩展实现温度报警功能，从而更好的实现温度现场的实时控制。经过多次的修改和调试测量，本设计基本符合设计要求，由于受人为因素和软硬件的限制，系统难免不了带来一些误差，但通过调节和精确计算可以减小误差。通过本次温度测量系统的设计，我对温度测量控制有了进一步的熟悉和更深入的学习。在整个设计的过程中，本设计的重点和难点是：怎样将PT100热电阻的非电量信号转换为单片机单片机能识别的电量信号，其中的信号如何放大及放大倍数的确定等等。从一开始的课题确定，到后来的资料查找、理论学习，再有就是近来的调试和测试过程，这一切都使我的理论知识和动手能力进一步得到提升。在画原理图、电路仿真和调试过程中不可避免地遇到各种问题，这要求保持沉着冷静，联系书本理论知识积极地思考，实在解决不了