[毕业设计] 数字温度计 [复制链接]

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　　毕业设计 数字温度计 共46页，13884字。
　　
绪论
　　
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件，热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温2准确度低，检测系统也具有一定的误差。与传统的温度计相比，这里设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。选用AT89C51型单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器通过4位共阳极LED数码管串口传送数据，实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换。该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在-50℃-110℃线性偏差小于0.1℃。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。
　　
1.1本课题的国内外研究动态
　　
传统的温度计分别有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。这些温度计具有测量精度低,读数不方便等缺点。与传统的温度测量技术相比，现代测温技术的主要特点是：多为非接触式，对传感器耐热性能无特殊要求，避免了传感器和被测目标的相互干扰，测温范围大，无热惯性，响应速度较快，可以测量微小目标的温度，满足众多场合对温度测量范围和精度的要求。随着科学技术的飞速发展,测温技术的发展主要就是温度传感器的发展。
　　
最早前，实用的温度计基本都是用水银与玻璃管材料制做的。经科学技术的飞越发展，众多温度测量器在设计者的方案之下，不断问世。国外在很多之前就已经对温度测量系统进行深入的研制和开发，并且取得了优越的突破。在1593年由意大利科学家伽利略(1564～1642)发明的的第一只温度计就是由一根玻璃管和一颗核桃组成的。这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，所以测量误差大。后来在1659年法国人布利奥他把温度计玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。至到现在国外的一些发达国家设计开发了各种各样的温度测量系统。
　　
例如美国国家半导体公司推出的精度温度传感器，它工作与齐纳二极管相似，其反向击穿电压随温度的规律变化，可以应用于精度的温度测量设备。并且它有三种封装形式适合于种类要求的仪器表要求，其主要功能特性有直接在绝对温标校准、1℃的精确度、工作电流400μA～5mA、动态阻抗1Ω、便于校准、低成本。
　　
在我国北京泛析模糊技术研究所研制开发的FHK-1型单片机温度测量采用一种全新的温度测量技术——“模糊开关控制”，在不改动原有测量接线、不增加造价的前提下实现了从简单“双位温度测量”到“单片机模糊温度测量”的飞跃。开创了模糊开关测量技术的设计思想是“利用模糊推理方法实时调节双位温度测量过程中的上下阀值，即为了减少被测量响应上升过冲，提前T1秒停送热风，同理为了防止被测量响应下降过冲，提前T2秒送热风。T1和T2是通过模糊推理方法在实时温度测量过程获得的，这里的模糊推理机采用了自主产权开发的FC-3模糊推理机。
　　
据相关资料反应：科学家们已经直接测量了从地核液体金属到地幔底部区域的热流量，该过程有助于驱动浅部板块的运动和产生地球磁场的地球发电机(Geodynamo)。地核和地幔的分界线位于地球半径的一半处，即在1,740 英里(2,900 公里)深处。地质学家通过研究其对地震波产生的影响，能够探测该区域的结构。最近发表于《Science》杂志上的研究指出，新的温度测量是通过关联地震观测与最近发现的矿物转换获得的，该矿物转换发生于核—幔边界附近的超高压和超高温度条件。论文第一作者即加利福尼亚大学地球与行星科学系Thorne Lay 教授认为，这是首次拥有“温度计”，它能告诉我们地球深处的温度。如果我们的解释是正确的，那么它给我们提供了两种不同深度处正确的温度，因此我们不仅得到了绝对温度，还得到了温度随深度变化的变率，类似于相关关系。该温度梯度给我们提供了从地核流出进入地幔底部区域的热流量。从这一方面来说，该技术不仅仅对地球的温度变化进行测量，提前预知变化程度，起到重大的作用。是一项非常了不起的研究项目。
　　
在科学技术飞速发展的今天，现代温度测温技术与传统的温度测量技术相比，现代温度测温技术主要优点是测量精度高，速度快，稳定性能好。目前国际上新型温度测量技术正从模拟式向数字、由集成化向智能化、网络化方向发展[2]。
　　
1.2  主要技术指标
　　
(1)基本范围-50℃-110℃
　　
(2)精度误差小于0.5℃；
　　
(3)六位LED数码直读显示；
　　
(4)可以任意设定温度的上下限报警功能。
　　
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