1、智能溫度測量儀，1智能溫度測量儀的原理，2智能溫度測量儀的電路結(jié)構(gòu)和特點，3軟件結(jié)構(gòu)和程序框圖，4智能溫度測量儀的典型例子，1智能溫度測量儀的原理，1智能溫度測量儀的基本功能，1)自動調(diào)零和滿量程校正由于智能儀器通常具有自動調(diào)零和滿量程校正功能，因此可以減少測量誤差，實現(xiàn)一米多的功能。智能溫度測量儀可以配備不同類型和不同刻度數(shù)的溫度傳感器，故又稱溫度萬用表。2)各種測量誤差的自動校正智能測溫儀表可以實現(xiàn)對測量傳感器(如熱電偶)冷端的自動補償和非線性補償，消除熱電阻引線電阻的影響等。還可以實現(xiàn)各種測量誤差的自動校正。3)數(shù)據(jù)處理和通信智能溫度測量儀可以進行各種復(fù)雜的運算(測量算法和控制算法)，對

2、獲得的溫度信息進行整理和處理；統(tǒng)計分析干擾信號特征，適當進行數(shù)字濾波，達到抑制干擾的目的；實現(xiàn)各種控制規(guī)律，滿足不同控制系統(tǒng)的需求；與其他儀器和微型計算機通信，形成各種計算機控制系統(tǒng)。4)多種輸出形式智能測溫儀表的輸出形式可包括數(shù)字顯示、打印記錄、聲光報警和多點巡檢。它可以輸出模擬和數(shù)字信號。5)自診斷斷電保護智能測溫儀表能自動診斷儀表內(nèi)部的各種故障，并能顯示或報警故障。在斷電的情況下，儀器中的開關(guān)電路會自動連接到備用電池，以保存存儲的數(shù)據(jù)。1.2智能溫度測量儀的基本結(jié)構(gòu)和工作流程與其他智能儀器一樣，智能溫度測量儀由硬件和軟件組成。1.硬件結(jié)構(gòu)智能溫度測量儀的硬件部分由單片機主電路、過程輸入輸

3、出通道、鍵盤(人機接觸部分)、接口和顯示打印部分組成，如圖1所示。圖1是智能溫度測量儀的硬件框圖；2.系統(tǒng)軟件智能溫度測量儀的系統(tǒng)軟件主要由監(jiān)控程序、中斷處理程序和實現(xiàn)各種算法的功能模塊組成。監(jiān)控程序用于接收和分析各種指令，管理和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)中各種程序的執(zhí)行；中斷處理程序是一種用于人機聯(lián)系或輸入以產(chǎn)生中斷請求，然后及時傳送以執(zhí)行和完成實時處理任務(wù)的程序；軟件功能模塊用于實現(xiàn)儀器的數(shù)據(jù)處理和各種控制功能。3.工作流程智能溫度測量儀的工作流程如圖2所示。溫度傳感器輸入的模擬信號(DC電位或電阻)經(jīng)過輸入信號處理，即經(jīng)過交換、放大、整形和補償后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該數(shù)字信號通過接口發(fā)送到緩沖

4、寄存器，以存儲輸入數(shù)據(jù)。微處理器中央處理器處理、分析和計算輸入數(shù)據(jù)，然后將計算結(jié)果存儲在讀寫存儲器中。同時，顯示和打印數(shù)據(jù)；輸出開關(guān)值也可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換成模擬輸出，或者通過串行和并行標準接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。整機的工作過程由系統(tǒng)軟件控制。工作程序?qū)懭胫蛔x存儲器，必要的參數(shù)和命令可以通過鍵盤存儲在讀寫存儲器中。圖2智能溫度測量儀的工作流程，2智能溫度測量儀的電路結(jié)構(gòu)和特點，2.1主機電路1)MCS-51系列單片機的結(jié)構(gòu)和特點是美國英特爾公司推出的高性能8位單片機8031單片機中沒有只讀存儲器，所以只能在有外部可編程只讀存儲器的情況下使用；8051型芯片有一個掩模只讀存儲器；4KB字節(jié)；另一方面，87

5、51型號有一個4KB的紫外可擦電可編程EPROM。這三個芯片的引腳是兼容的，因此最大限度地減少了開發(fā)問題，并提供了最大的靈活性。8751最適合開發(fā)原型、小批量生產(chǎn)和現(xiàn)場需要進一步改進的場合；8051適用于低成本、大批量生產(chǎn)的場合；8031適用于現(xiàn)場可以方便靈活地修改和更新程序內(nèi)存的場合。MCS-51系列單片機指令系統(tǒng)提供七種尋址方式，可尋址64KB的程序存儲空間和64KB的數(shù)據(jù)存儲空間；共有111條指令，包括乘除指令和位操作指令。有5個中斷源(8032/8052中的6個)，分為2個優(yōu)先級，每個中斷源的優(yōu)先級是可編程的；在內(nèi)存區(qū)，還有四個通用工作寄存器，總共有32個通用寄存器，可應(yīng)用于各種中斷或

6、嵌套子程序。在MCS-51系列單片機中，還有一個由可直接尋址的位組成的布爾處理器，即位處理器。指令系統(tǒng)中的位處理指令專門用于布爾處理器的每一位的布爾處理，特別是用于位線控制和解決各種邏輯問題。P0P3:四個8位輸入/輸出端口，用于輸入和輸出數(shù)據(jù)。P3港還包括一些控制信號線。MCS-51系列單片機存儲容量小，很多情況下需要外部EPROM。此時，端口P0和P2用作地址/數(shù)據(jù)總線端口。有關(guān)MCS-51系列單片機的詳細信息，請參閱相關(guān)參考資料。圖3MS-51單片機結(jié)構(gòu)框圖和邏輯符號(a)結(jié)構(gòu)框圖；(b)邏輯符號，2)主機電路，圖4由8031單片機組成的主機電路，2.2溫度檢測電路溫度是一個非常重要的物

7、理參數(shù)和非電量，自然界中任何物理和化學(xué)過程都與溫度密切相關(guān)。在許多產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，溫度的測量和控制直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、節(jié)能和安全生產(chǎn)等重要的經(jīng)濟技術(shù)指標。因此，溫度測量是一個意義重大的技術(shù)領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域都得到了相當?shù)闹匾暋３Ｓ玫臏囟葌鞲衅靼犭娮?、熱敏電阻溫度傳感器、熱電偶和集成管溫度傳感器。由于各種溫度傳感器的工作原理不同，所以有不同的應(yīng)用檢測電路。電阻溫度傳感器的主要優(yōu)點是：(1)測量精度高，對非溫度量不敏感；(2)測量范圍大，靈敏度高；(3)線性度好，便于自動測量。圖5單橋溫度測量電路示意圖。在設(shè)計電路時，傳感器的溫度特性是眾所周知的，電橋平衡模式、激勵源選擇、電壓靈敏度、放大和引線電阻補償根據(jù)溫度測量環(huán)境來確定。以鉑電阻溫度傳感器為例，闡述了單橋電路設(shè)計和應(yīng)用的簡單方法。假設(shè)鉑電阻的溫度特性已知，如圖6所示。當t=0時，r(t)=100；當t=200時，r(t)=15