一、概述本測(cè)量系統(tǒng)通過電橋電路和溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)，并通過指針型儀器讀出，簡(jiǎn)單，方便，直觀，能保證一定的精度，使人們能夠在日常生活中知道自己所處環(huán)境的溫度。在文章后面，又給出了該測(cè)量電路與A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)以及數(shù)碼管的結(jié)合實(shí)現(xiàn)，使該測(cè)量系統(tǒng)成為數(shù)字溫度測(cè)量系統(tǒng)。二、電路圖圖1三、電路工作原理熱敏電阻RT和Rl、R2、R3及RP1組成一個(gè)測(cè)溫電橋。在溫度為20°C時(shí).選擇R1和R9并調(diào)節(jié)RP、使電橋平衡。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值變小，電橋處于不平衡狀態(tài).電橋輸出的不平衡電壓，由運(yùn)算放大器放大，放大后的不平衡電壓引起接在運(yùn)算放大器反饋電路中的微安表的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)，從而顯示相應(yīng)溫度。熱敏電阻選用的阻值在500—50000范圍之內(nèi)。四、電路分析1、電橋的基本知識(shí)及上述電路電橋分析電橋的基本電路如圖1所示uuI—iI=i1R+R2R+R1234

(1)電橋輸出電壓:u=u—u=IR—IRoabad1122RR=(1—4)uR+RR+R1234RR-RRTOC\o"1-5"\h\z=1一32_4U(R+R)(R+R)i1234(2)電橋的平衡條件RR=RR1324ui圖2(3)電橋的靈敏度如電橋開始處于平衡狀態(tài),當(dāng)各橋臂電阻發(fā)生微小變化時(shí)電橋失去平衡,其輸出為:(R+AR)(R+AR)—(R+AR)(R+AR)U=11332244Uo(R+AR+R+AR)(R+AR+R+AR)，11223344一般AR很小，即ARvvR，又電橋開始時(shí)平衡，即RR=RR1324所以RRARARARARu=1~2(ur+4)uo(R+R)2RRRR121234實(shí)際使用中，為了簡(jiǎn)化橋路設(shè)計(jì)，同時(shí)也為了得到電橋的最大靈敏度，往往取橋臂電阻相等，即R=R=R=R=R12340若：…AR=AR=AR=AR=ARi2340半橋單臂接法:uu丄u°?°AR<<Ro4Ri000電橋電路的靈敏度為uS=oBARR00故圖1所示電路的靈敏度為S=U0/4因此，適當(dāng)增加圖1所示電路的工作電壓，可以提高電路的靈敏度。五、圖1所示電路轉(zhuǎn)變成數(shù)字溫度測(cè)量電路1、電路結(jié)構(gòu)圖只要將圖1所示電路運(yùn)算放大器的輸出端6的輸出電壓通過采集電路連接到A/D0804的電壓輸入端，再將A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端連接到單片機(jī)AT89C51的片端口，而數(shù)碼管接在單片機(jī)的P0端口，接受單片機(jī)輸出的溫度數(shù)字信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字溫度測(cè)量系統(tǒng)。電路結(jié)構(gòu)圖如下圖所示

四位數(shù)碼管顯示*電源*■■分頻2四位數(shù)碼管顯示*電源*■■分頻274LS74^圖32、硬件實(shí)現(xiàn)（1）A/D轉(zhuǎn)換電路al23al23457b&&&b&bDDDDDDDDC圖4A/D轉(zhuǎn)換電路因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換器的采集轉(zhuǎn)換速度遠(yuǎn)大于實(shí)際溫度的變化速度，因此在這里省去了采集電路。2）A/D轉(zhuǎn)換器與AT89C51的連接

ATS9C51P1JRXDPlAT3CDPlJA1T./PATS9C51P1JRXDPlAT3CDPlJA1T./PPl,4P卿PlJWRPl5rd-Pl.lPlXIP2.7P2.fiT1P2JT3P加TITT]P2JIKTOP22P2.1P2ARESETP0.1PD.dX2P03PD.-4P0.3Z1PDJP0.1EAiVPPDJ圖5A/D轉(zhuǎn)換器與AT89C51的連接3）顯示電路LlUO14圖6顯示電路六、心得體會(huì)通過課程的學(xué)習(xí)和本次測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我了解到了傳感器的原理和應(yīng)用，讓我對(duì)傳感器有了更深刻的認(rèn)識(shí)。傳感器是現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)中所不可缺少的，是實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)控制所不可或缺的橋梁。傳感器技術(shù)是每個(gè)本科生所必須了解并掌