基于热电偶的炉内高温检测的设计-文献综述

基于热电偶的炉内高温检测的设计开题报告（文献综述）1.引言在国民经济各部门，如电力、化工、机械、冶金、农业、医学以及人们的日常生活中，温度检测是十分重要的。在许多模拟量控制和监视应用中，温度测控通常是基于-40125温度范围内的应用，如环境监测、蔬菜大棚、粮库、热电偶冷端温度补偿、设备运行的可靠性等应用。实时采集温度信息，及时发现潜在故障，并采取相应的处理措施，对确保设备良好运行具有重要意义。本文介绍了一个基于单片机的测温系统,该系统可以方便地实现温度采集、温度显示等功能。本系统的温度控制部分采用单片机完成。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、使用电子元件较少、内部配线少、制造调试方便等显著优点，将其用于温度检测和控制系统中可大大地提高控制质量和自动化水平，具有良好的经济效益和推广价值。利用单片机对温度进行测控的技术，日益得到广泛应用。本文中对温度采集的部分是通过使用MAX6675芯片，这款芯片是美国MAXIM公司生产的带有冷端补偿、线性校正、热电偶断线检测的串行K型热电偶模数转换器,它的温度分辨能力为0.25,冷端补偿范围为-20+80,工作电压范围广3.05.5V。显示部分通过LED数码管显示。系统软件主要由初始化程序、主程序、监控显示程序等组成。其中初始化程序是对单片机的接口工作方式，A/D转换方式等进行设置；显示程序包括对显示模块的初始化、显示方式设定及输出显示；主程序则完成对采集数据进行处理。该系统应用范围相当广泛，同时采用单片机技术，由于单片机自身功能强大，因而系统设计简单，工作可靠，抗干扰能力强，也可在此基础上加入通信接口电路，实现与上位机之间的通信。2.整体设计方案：集成电路温度补偿方案采用热电偶冷端补偿专用芯片max6675，max6675温度转换芯片具有冷端温度补偿及对温度进行数字化测量这两项功能5。一方面利用内置温度敏感二极管将环境温度转换成补偿电压，另一方面又通过模数转换器将热电势和补偿电压转换为代表温度的数字量,将二者相加后从串行接口输出测量结果，即为实际温度数据。主要包括热电偶、温度采集电路、max6675温度转换电路、数码管显示电路等。其系统框图如下图。热电偶MAX6675单片机LED数码显示图集成电路温度补偿3.软件设计系统软件设计主要包含主程序、温度采集转换子程序、超量程报警子程序、显示子程序等功能模块。其程序总流程图如6.1所示。主程序主要完成子程序的调用，并对温度数据进行快速的算法处理；温度采集转换子程序负责将MAX6675转换来的温度数字量读入单片机并完成温度值的处理得到12位数字温度值；超量成报警子程序主要判断温度值是否超出测量范围；显示子程序主要将计算后的温度值进行显示。主程序主要完成子程序的调用，并对温度数据进行快速的算法处理。主程序首先对系统进行初始化处理，然后调用一次温度采集转换程序，之后根据计算原理得到测量温度值，最后对温度值进行量程判断、数据显示处理。图主程序流程图4.硬件设计本次课题中的硬件电路设计是在单片机开发板上进行设计的，如下图1所示。在将MAX6675芯片的SPI接口与单片机相接，再将采集到的温度通过P端口送入数码管显示，课题中用到的MAX6657芯片及采集温度用到的探棒下图2所示。图1系统初始化调用采集转换子程序计量温度值调用显示子程序开始图25.工作进度安排(1).调查、资料收集，了解相关背景知识。2013.11.152013.12.10(2).撰写文献综述、完成外文翻译。2013.12.112013.12.15(3).进行课题的设计工作并进行论文编写。2013.12.162014.1.25(4).制作实物、仿真测试。2014.2.12014.2.20(5).论文定稿、提交打印。2014.2.212014.2.25(6).准备答辩。2014.2.262014.3.16.参考文献1程德福，王君，凌振宝，等.传感器原理及应用M.北京：机械工业出版社，2007.103143.2河道清.传感器与传感器技术M.北京：科学出版社，2004.188201.3路立平,冯建勤,鹿晓力.温度传感器的热时间常数及其测试方法J.仪器仪表传感器，2005：17-184丁来玲,王磊.动态温度测量加速方法研究J.测控技术，1998，6：42-44.5虞致国,徐健军.MAX6675的原理及应用J.国外电子元器件，2002,(12)：41-43.6沙占友.集成化智能传感器原理与应用M.北京：电子工业出版社，2004.7096.7马天艳，马天虹.热电偶测温及其冷端温度补偿J.工业计量,2005,15(6):31-32.8王霄实现热电偶电势非线性补偿的软件方法J耐火材料，1998，32(2)：36-38.9韩玉杰.基于MAX6675的烘炉温度追踪仪的研究及设计J.自动化仪表,2006,27(5):59-61.10李华.MCS51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社1993.11潘永雄.新编单片机原理与应用M.西安：西安电子科技大学出版社,2003.12沙占权,葛家怡,王彦朋.热电偶冷端补偿电路的优化设计J.电测与仪表,2003,451（7):26-28.13陈羿，周东祥热电偶热电势温度特性的线性化处