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基于arm7的炭黑复合导电材料的电阻-温度测量系统 a r-t measuring system of carbon-black conductive composite based on arm7
第35卷第10期 信息化研究 V01.35No.10 2009年10月 InformatizationResearch 0ct.2009 宁 凡,程建国 (杭州职业技术学院信息电子系,浙江省杭州市310018) 摘要:以研究炭黑复合材料的特性为目的,设计了一种炭黑复合导电材料的电阻一温度测量系 统。简要介绍了炭黑复合材料用途,分析了系统的组成和原理,给出实验数据。该系统以ARM7内核 的LPC2124微处理器为主控制器,实时监测电源电压,实现对温度准确控制,同时测量炭黑复合材料 的电阻和温度的变化,经阻值和温度校准后,显示被测材料的电阻和温度值并提供一个友好的用户界 面。实验结果表明,该系统具有较高的测量准确度。 关键词:ARM7;LPC2124;热电偶;AD595 中图分类号:TM938.82 0引言 1测量系统的结构和原理 随着电子工业及信息技术等产业的迅速发展,对 电路的整体结构如图1所示。该电路是基于32 于具有导电功能的高分子材料的需求越来越迫切…。 位微控制器LPC2124来实现系统的高速度、低成本 由于导电复合材料具有质量轻、无锈蚀、易于加工成各 种复杂形状、尺寸稳定性好、电导率在较大范围内可 制)等)。 调、易于大批量生产以及价格便宜等特点旧J,因此广 泛应用于抗静电、微波吸收、自控温发热材料、电磁波 屏蔽等领域。其中炭黑复合导电材料是目前应用最 广、用量最大的一种,其体积电阻率为0.1n·cnl一 10 Q·cm,导电性能稳定持久,可以大幅度提高材料 的导电效果。用炭黑材料制作的温度传感器、熔断器 等信号转换装置,可以利用其本身的敏感性特点提高 智能化信息处理的精度。 很多资料研究了炭黑复合导电材料的电阻与温度 图1系统原理框图 的关系,但专门用来测量炭黑复合材料的电阻一温度 炭黑材料的电阻值转换成电压经量程变换电路 的设备并不多见,基于这样的原因,本文采用当前普遍 给微处理器中的A/D后再通过适当的软件处理,便可 用于工业控制与测量中的具有ARM7内核的 得到其阻值。其工作温度是通过温度控制电路来设定 LPC2131,成功设计了炭黑复合导电材料电阻一温度 的,该电路的主要作用是向加热部分供给脉冲电流同 测量系统。ARM7系列为低功耗32位微控制器,最适 时又测鼍加热材料的阻值。 用于低价位、低功耗和高敏感器件的应用,它具有嵌入 炭黑复合材料的温度采用热电偶放大芯片AD595 式在线仿真调试逻辑,非常低的功耗,能提供0.9 进行采样,经量程转换送给微处理器中的A/D,通过 MIPS(百万条指令每秒)/MHz的3级流水线和冯·诺 软件处理,可以得到温度变化值。 依曼结构。用带ARM7核的微处理器为核心构成的 系统是通过串口以RS-232接口的形式与外部设 系统,可以大大简化主机电路和外围电路的设计,真正 备相连,这样便于用户定义操作参数并获知炭黑复合 做到根据仪器、仪表的功能需求进行配置、裁剪、扩充 导电材料的电阻和温度信息。
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