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温度调节系统的模拟实现

目录TOC\o1-3\h\z\uTOC\o1-3\h\z\u

50281系统总体设计 1

207922硬件电路设计 2

57532.1AD590的室温补偿电路 2

309562.1.1AD590的补偿电路设计 2

302982.2热电偶的测温电路 3

75302.2.1热电偶的测温原理 3

248632.2.2热电偶的测温电路设计 3

262413温度监测系统的软件编程 5

131293.1编写应用程序 5

27764温度监测系统展示与测试 7

31744.1编译ad驱动程序 7

269454.2运行应用程序 8

326543.2.1为ARM开发板更新内核和文件系统 8

4424.2.2编译main.c应用程序 8

22864.2.3运行main主程序 9

295285总结 11

1系统总体设计

把非电量转换为电量的器件称为传感器，传感器实质上是一种功能块，其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。随着技术的不断进步，传感器也有了飞速的发展，体积变得越来越小，精度越来越高，功能也越来越强大。传感器的种类繁多，在本次设计中所要用到的是温度传感器，要选择适当的传感器以满足设计要求。

温度传感器：温度传感器就是把温度信号转换成电信号的传感器。在本次设计中，我选用的是K型热电偶和用于温度补偿的AD590做为测温元件。

2硬件电路设计

能够把非电量转换为电量的器件称为传感器，传感器实质上是一种功能块，其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。随着技术的不断进步，传感器也有了飞速的发展，体积变得越来越小，精度越来越高，功能也越来越强大。传感器的种类繁多，在本次设计中所要用到的是温度传感器，要选择适当的传感器以满足设计要求。

温度传感器：温度传感器就是把温度信号转换成电信号的传感器。在本次设计中，我选用的是K型热电偶和用于温度补偿的AD590做为测温元件。

2.1AD590的室温补偿电路

2.1.1AD590的补偿电路设计

图1AD590室温补偿电路

AD590只是在校正的温度的周围测量相对来说要精确，有时我们为了得到更精确的测量结果，我们把AD590的零点调整在室温点上，这样就能使得测量结果更精确了。例如：室温在一般情况下为25℃，那么我们就应该调整电阻R2，使AD590的输出为：V0=273.15+25，单位为mv。在这种情况下，室温稍有变动，我们就能准确地得出室温变动的幅度，这样更有利于我们的测量，使得我们的测量结果有更小的误差。

2.2热电偶的测温电路

2.2.1热电偶的测温原理

热电偶选用的是镍铬-镍硅热电偶，分度号为K。该种热电偶的正极为含铬10%的镍铬合金，负极为含3%的镍硅合金。它的负极亲磁，用磁铁可以很方便鉴别出热电偶的负极。它的特点是使用温度计范围宽，高温下性能较稳定，热电偶与温度的关系近似线性，价格便宜，因此它是目前用量最大的一种热电偶。它适于在氧化性气氛中连续使用，短期使用温度为1200度，长期使用温度为1000度。K型热电偶是氧化性较强的贱金属热电偶。不适宜在真空、含碳、含硫气氛及氧化与还原交替的气氛下裸丝使用。热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：①测量精度高。②测量范围广。③构造简单，使用方便。

热电偶就是利用热电效应来工作的。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。

热电势与两端温度的关系式为：

2.2.2热电偶的测温电路设计

数据采集部分是利用热电偶测量现场温度，它需要冷端温度补偿，是使用AD590测得的温度数据进行补偿的，这个过程使用程序计算处理的。用三运放高共模抑制比放大电路可将热电偶测得数据进行放大处理后，送到A/D中转换接口，再送到单片机内进行处理。结合图2具体解说如下：

热电偶的输出信号从这里进入滤波和放大电路，经这里出来后就可以进入单片机了，从而被单片机识别。

刚进入电路，是两个电容，一个是电解电容，一个是普通的电容。他们的作用是滤除电磁波等有害因素。由于他们的电容值不一样，所以他们能滤除波段的也不尽相同。当然，我们也可以多接几个电容，那样我们就可以滤除更多的有害因素，但是那样就会增加我们的成本。

要滤除有害的因素，也可以通过其他的途径，比如说：增大电容值可以加大滤除的效率，但是当电容值增大到一定程度的时候，器滤波的效果就不会对这电容值的增大而增加，所以电容值就要选取合适的值，不能太大，也不能太小，