一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫度測量系統(tǒng)，特別涉及一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是國際單位制里七個基本物理量之一。無論是在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)研究、國防和人們的日常生活的各個方面中，溫度測量和控制都成為極為重要的課題。在工農(nóng)業(yè)、科學(xué)研究、國防科技等領(lǐng)域中，溫度控制精度是尤為重要的，其中溫度測量正是溫度控制的外在表現(xiàn)。在測溫領(lǐng)域中對溫度的測量一般都會轉(zhuǎn)變?yōu)閷﹄娮璧臏y量，所以對電阻的精密測量顯得尤為重要。溫度測量的準確性主要是由測溫電路的準確性來決定的，其中測溫電路、激勵電源以及采樣電路是決定測溫電路的準確性的關(guān)鍵因素。
[0003]基于阻值比較法的測溫電路具有測溫范圍大、準確度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，是一種比較理想的測溫方法，在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于鉑電阻受到自身誤差、電阻測量的系統(tǒng)誤差和環(huán)境溫度、引線等影響，溫度測量精度不能達到很高，使用時會受到一定的限制。因此，研究基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，對于提高測溫精度具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種克服傳統(tǒng)阻值比較法的測溫方法受到的鉑電阻受到自身誤差、電阻測量的系統(tǒng)誤差和環(huán)境溫度、引線等影響，溫度測量精度不能達到很高，使用時會受到一定的限制，達到高精度測量的一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，由溫度信號采集元件、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、控制單元、顯示器件構(gòu)成；所述溫度信號采集元件采用PtlOOO鉑熱電阻；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD7712 ;所述控制單元采用MSP430F149單片機；所述顯示器件采用IXD1602液晶；所述溫度信號采集元件連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接控制單元；所述控制單元連接顯示器件。
[0006]所述PtlOOO熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，由5V電源進行供電。
[0007]所述熱電阻PtlOOO會感知溫度的變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化，該電壓信號在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7712轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號并由單片機系統(tǒng)進行讀取。
[0008]所述單片機系統(tǒng)會把讀取到的數(shù)字信號進行識別處理和校準，并且換算成與溫度對應(yīng)的數(shù)字信號，傳遞給液晶顯示器由顯示器輸出溫度值。
[0009]所述由PtlOOO鉑熱電阻作為溫度信號采集元件將采集到信息傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換過的值傳輸給單片機，單片機作為核心控制芯片將得到的溫度信號控制液晶顯示當前溫度信息。
[0010]該系統(tǒng)的工作原理為:集成的A/D轉(zhuǎn)換器AD7712將獲取到的由溫度傳感器PtlOO所測量到的物理信號通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入到單片機MSP430F149中進行校準，最后將校準后的數(shù)字信號由液晶顯示器1602顯示出來，所述阻值比較法將PtlOOO熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，測得的電壓量，電壓量經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后由單片機處理得到對應(yīng)的溫度。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)阻值比較法的測溫方法受到的鉑電阻受到自身誤差、電阻測量的系統(tǒng)誤差和環(huán)境溫度、引線等影響，使得溫度測量能達到較高精度，減少使用的限制；主控芯片采用低功耗的MSP430F149，測溫電路只在有操作請求的時候會從休眠模式中醒來執(zhí)行操作，在其他大部分時間中都處于低功耗模式，降低系統(tǒng)的功耗。
【附圖說明】
[0012]圖1為系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖；
圖2為系統(tǒng)軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0014]實施例1
如圖1、圖2所示，一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，由溫度信號采集元件、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、控制單元、顯示器件構(gòu)成；所述溫度信號采集元件采用PtlOOO鉑熱電阻；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD7712 ;所述控制單元采用MSP430F149單片機；所述顯示器件采用IXD1602液晶；所述溫度信號采集元件連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接控制單元；所述控制單元連接顯示器件。
[0015]所述PtlOOO熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，由5V電源進行供電。
[0016]所述熱電阻PtlOOO會感知溫度的變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化，該電壓信號在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7712轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號并由單片機系統(tǒng)進行讀取。
[0017]所述單片機系統(tǒng)會把讀取到的數(shù)字信號進行識別處理和校準，并且換算成與溫度對應(yīng)的數(shù)字信號，傳遞給液晶顯示器由顯示器輸出溫度值。
[0018]所述由PtlOOO鉑熱電阻作為溫度信號采集元件將采集到信息傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換過的值傳輸給單片機，單片機作為核心控制芯片將得到的溫度信號控制液晶顯示當前溫度信息。
[0019]該系統(tǒng)的工作原理為:集成的A/D轉(zhuǎn)換器AD7712將獲取到的由溫度傳感器PtlOO所測量到的物理信號通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入到單片機MSP430F149中進行校準，最后將校準后的數(shù)字信號由液晶顯示器1602顯示出來，所述阻值比較法將PtlOOO熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，測得的電壓量，電壓量經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后由單片機處理得到對應(yīng)的溫度。
[0020]實施例2
如圖1所示，本發(fā)明所設(shè)計的是以PtlOOO鉑熱電阻作為溫度信號采集元件、AD7712作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MSP430F149單片機作為控制單元、IXD1602液晶作為顯示器件的溫度測量電路；在電路中將PtlOOO熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，由5V電源進行供電；熱電阻Pt100會感知溫度的變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化，該電壓信號在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7712轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號并由單片機系統(tǒng)進行讀??；單片機系統(tǒng)會把讀取到的數(shù)字信號進行識別處理和校準，并且換算成與溫度對應(yīng)的數(shù)字信號，傳遞給液晶顯示器由顯示器輸出溫度值；由于選用的芯片的功能的不同，該測溫電路可以分為電源驅(qū)動電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機控制電路、液晶顯不電路等各功能電路。
[0021]實施例3
如圖2所示，本發(fā)明中軟件的主要功能是:集成的A/D轉(zhuǎn)換器AD7712將獲取到的由溫度傳感器PtlOO所測量到的物理信號通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入到單片機MSP430F149中進行校準，最后將校準后的數(shù)字信號由液晶顯示器1602顯示出來；應(yīng)用模塊化編程的思想，將系統(tǒng)軟件分成主程序、數(shù)據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序和數(shù)據(jù)顯示程序等幾部分，這樣就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的功能；系統(tǒng)主程序是整個系統(tǒng)軟件中最重要的部分，它是用來管理測溫電路的所有能實現(xiàn)的功能；主程序是系統(tǒng)軟件的主體，它可以將其他子程序模塊有機地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個整體，在不同的操作請求時調(diào)用與之相對應(yīng)的子程序，完成功能的實現(xiàn)；對于數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、顯示等子程序來說，它們是用來完成與測溫有關(guān)的控制任務(wù)的，這些控制任務(wù)有溫度測量、A/D轉(zhuǎn)換、液晶顯示等。
[0022]測溫電路選用MSP430F149單片機作為控制單元的原因就是該系列的單片機具有超低功耗的特點，所以在設(shè)計系統(tǒng)軟件的時候就要考慮到低功耗的要求；對于一些電路使用不到的單片機外設(shè)，可以關(guān)閉電源停止供電，對于外圍的元件實行電源管理方式，避免增加功耗；在軟件編寫的時候要設(shè)置好1/0端口的工作狀態(tài)，保證測溫電路只在有操作請求的時候會從休眠模式中醒來執(zhí)行操作，在其他大部分時間中都處于低功耗模式，降低系統(tǒng)的功耗。
【主權(quán)項】
1.一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，其特征在于:由溫度信號采集元件、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、控制單元、顯示器件構(gòu)成；所述溫度信號采集元件采用Pt100鉑熱電阻；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD7712 ;所述控制單元采用MSP430F149單片機；所述顯示器件采用IXD1602液晶；所述溫度信號采集元件連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接控制單元；所述控制單元連接顯示器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述PtlOOO熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，由5V電源進行供電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述熱電阻PtlOOO會感知溫度的變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化，該電壓信號在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7712轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號并由單片機系統(tǒng)進行讀取。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機系統(tǒng)會把讀取到的數(shù)字信號進行識別處理和校準，并且換算成與溫度對應(yīng)的數(shù)字信號，傳遞給液晶顯示器由顯示器輸出溫度值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述由PtlOOO鉑熱電阻作為溫度信號采集元件將采集到信息傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換過的值傳輸給單片機，單片機作為核心控制芯片將得到的溫度信號控制液晶顯示當前溫度信息。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)的工作原理為:集成的A/D轉(zhuǎn)換器AD7712將獲取到的由溫度傳感器Pt 100所測量到的物理信號通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入到單片機MSP430F149中進行校準，最后將校準后的數(shù)字信號由液晶顯示器1602顯示出來，所述阻值比較法將PtlOOO熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，測得的電壓量，電壓量經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后由單片機處理得到對應(yīng)的溫度。
【專利摘要】<b>一種基于阻值比較法的高精度測溫系統(tǒng)，由溫度信號采集元件、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、控制單元、顯示器件構(gòu)成；所述溫度信號采集元件采用Pt1000鉑熱電阻；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD7712；所述控制單元采用MSP430F149單片機；所述顯示器件采用LCD1602液晶；所述溫度信號采集元件連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接控制單元；所述控制單元連接顯示器件。本發(fā)明克服傳統(tǒng)阻值比較法的測溫方法受到的鉑電阻受到自身誤差、電阻測量的系統(tǒng)誤差和環(huán)境溫度、引線等影響，使得溫度測量能達到較高精度，減少使用的限制，且能有效降低系統(tǒng)的功耗。</b>
【IPC分類】G01K7/18, G01K7/21
【公開號】CN105424212
【申請?zhí)枴緾N201510987323
【發(fā)明人】王樹鑫
【申請人】哈爾濱米米米業(yè)科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月27日