[毕业设计] 多功能温度测量仪 [复制链接]

资料简介：
　　毕业设计 多功能温度测量仪，共42页，22598字。
　　
摘要
　　
科学的发展，往往是由于新的观测手段的发现而获得的。从今天进入信息时代来看，仪器仪表是实现信息的获得、转化、存取、处理和揭示物质活动规律的必要工具，是当今普遍称之为时代标志的信息科技的三大支柱(信息获得与处理，信息传输与通信，电子技术及计算机)的必要手段，也是新技术革命的一项重要内容。在现代化建设中，人们对仪器仪表因其对产品质量所起到的监测作用，在技术上有着高层次的要求，因而仪器仪表工业是促进国民经济各部门技术进步，进行技术改造，提高劳动生产率和社会经济效益，开发与节约能源和材料的先导工业，仪器仪表的装备水平在很大程度上反映出一个国家的生产力的发展和科学技术的现代化水平。
　　
热电偶是计量技术中最常用的温度传感器，它的应用在生产技术和测量科学上曾引起跨时代的变革。热电偶结构简单、容易制造、价格便宜、准确度高、测温范围广。目前在大量的热工仪表中，热电偶作为温度传感器，己经得到了广泛的使用。
　　
本文介绍的多功能温度测量仪是以MCS-51单片机系统和传统的温度检测组件一热电偶相结合的温度测量系统，本仪器的数学模型和测量原理简单，选用精密测量元器件和抗干扰、低温漂的精密电子组件，系统设计中充分考虑了EMC(电磁兼容)问题。该测量仪器的特点是:使用简便;测量稳定、可靠;测温范围大;使用对象广。
　　
本文介绍了该测量仪的研制，包括温度传感器、单片机接口及其应用软件，
　　
其主要内容如下br>　　
1、介绍了国内外温度检测技术和特种测温一钢水温度检测的发展现状，以及温度检测技术的未来发展方向。
　　
2、根据实际测量要求制定出一次仪表一传感器的选择、使用和安装方案，并且解决了热电偶测量过程中存在的冷端温度不为0℃的传统问题。
　　
3、根据实际使用要求设计了相应的单片机硬件系统，该系统能够实现数据采集、温度值的实时显示和存储以及和上位机的通讯等。
　　
4、设计了和硬件配套的软件，采用了热电偶测温的通用查表法，该方法很好地解决了热电偶热电势与温度值之间非线性的问题。
　　
5、对该仪器的功能进行了初步认定，从原理和实际意义上分析了该仪器的测量误差。
　　
关键词： 温度测量,热电偶,冷端温度,单片机,智慧化
　　
Key words:  temperature measurement, thermocouple, of the referenced end of thermocouple the temperature, microcontroller, intelligent
　　

　　
目录    4
　　
第1章绪论    6
　　
1.1引言    6
　　
1.2国内外测温状况    6
　　
1.2.1利用物体热胀冷缩原理制成的温度计    6
　　
1.2.2利用热电效应技术制成的温度检测组件    7
　　
1.2.3利用热阻效应技术制成的温度计    7
　　
1.2.4利用热辐射原理制成的高温计    7
　　
1.2.5利用声学原理进行温度测量    8
　　
1.2.6利用红外测技术温    8
　　
1.3国内外仪器仪表发展状况    8
　　
1.3.1模拟式仪器仪表    8
　　
1.3.2数字式仪器仪表    8
　　
1.3.3智能化仪器仪表    8
　　
1.4正在研究的温度检测技术    9
　　
1.4.1晶体管温度检测组件    9
　　
1.4.2集成电路温度检测组件    9
　　
1.4.3核磁共振温度检测器    9
　　
1.4.4热噪声温度检测器    9
　　
1.4.5石英晶体温度检测器    10
　　
1.4.6光纤温度检测器    10
　　
1.4.7激光温度检测器    10
　　
1.4.8微波温度检测器    10
　　
1.4.9纯贵金属热电偶的研究    10
　　
1.4.10信息技术时代自动化系统中的温度检测仪表    10
　　
1.5国内外钢水温度检测方法    11
　　
1.5.1间断法钢水温度测量    11
　　
1.5.2钢水连续测温    11
　　
1.6课题研究背景及本文主要内容    11
　　
第2章热电偶测温的基本原理    12
　　
2.1方案的提出    12
　　
2.2热电偶测温的基本原理    12
　　
2.3热电偶闭合回路的总热电动势    13
　　
2.4数据采集部分的设计    14
　　
2.4.1热电偶的种类    14
　　
2.4.2热电偶类型的选择    14
　　
2.4.3补偿导线的选择    15
　　
2.4.4热电偶的冷端补偿    15
　　
2.4.5绝缘物与保护管的选择    16
　　
第3章多功能温度测量仪的硬件设计    17
　　
3.1系统总体设计    17
　　
3.2单片机介绍    17
　　
3.3信号输入部分设计    19
　　
3.3.1信号输入部分总体设计    19
　　
3.3.2芯片选用及电路连接    19
　　
3.4单片机系统及其扩展I/O口的设计    22
　　
3.4.1地址锁存器    23
　　
3.4.2程序内存扩展    23
　　
3.4.3数据存储器扩展    24
　　
3.4.4可编程并行I/O界面器件的扩展    24
　　
3.5键盘、显示器的设计    28
　　
3.5.1键盘    28
　　
3.5.2显示器    29
　　
3.5.3 LED的工作原理    29
　　
3.5.4 8279键盘显示接口芯片    30
　　
3.6通讯电路设计    31
　　
第4章多功能温度测量仪的软件设计    34
　　
4.2主程序设计    34
　　
4.3数据采集子程序设计    35
　　
4.4数据处理程序设计    36
　　
4.5键盘和显示子程序设计    36
　　
4.6串行通讯程序设计    38
　　
第6章结论与展望    40
　　
6.1结论    40
　　
6.2展望    40
　　
参考文献    41
　　
致谢    42

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