一種基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種溫度測(cè)量系統(tǒng)，特別涉及一種基于阻值比較法的高精度測(cè)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(guó)際單位制里七個(gè)基本物理量之一。無(wú)論是在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)研究、國(guó)防和人們的日常生活的各個(gè)方面中，溫度測(cè)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(guó)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(cè)量正是溫度控制的外在表現(xiàn)。在測(cè)溫領(lǐng)域中對(duì)溫度的測(cè)量一般都會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)電阻的測(cè)量，所以對(duì)電阻的精密測(cè)量顯得尤為重要。溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性主要是由測(cè)溫電路的準(zhǔn)確性來(lái)決定的，其中測(cè)溫電路、激勵(lì)電源以及采樣電路是決定測(cè)溫電路的準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。
[0003]基于阻值比較法的測(cè)溫電路具有測(cè)溫范圍大、準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是一種比較理想的測(cè)溫方法，在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于鉬電阻受到自身誤差、電阻測(cè)量的系統(tǒng)誤差和環(huán)境溫度、引線等影響，溫度測(cè)量精度不能達(dá)到很高，使用時(shí)會(huì)受到一定的限制。因此，研究基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)，對(duì)于提高測(cè)溫精度具有重要的現(xiàn)實(shí)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(cè)溫系統(tǒng)受到的鉬電阻受到自身誤差、電阻測(cè)量的系統(tǒng)誤差和環(huán)境溫度、引線等影響，溫度測(cè)量精度不能達(dá)到很高，使用時(shí)會(huì)受到一定的限制，達(dá)到高精度測(cè)量的系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)，其組成包括:采集元件、AD7712作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MSP430F149單片機(jī)作為控制單元、IXD1602液晶作為顯示器件的溫度測(cè)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(jìn)行供電。
[0007]所述的一種基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于主程序是系統(tǒng)軟件的主體，它可以將其他子程序模塊有機(jī)地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)整體，在不同的操作請(qǐng)求時(shí)調(diào)用與之相對(duì)應(yīng)的子程序，完成功能的實(shí)現(xiàn)。
[0008]所述的一種基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于測(cè)溫電路選用MSP430F149單片機(jī)作為控制單元的原因就是該系列的單片機(jī)具有超低功耗的特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的時(shí)候就要考慮到低功耗的要求。
[0009]在本次基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的是以PtlOOO鉬熱電阻作為溫度信號(hào)采集元件、AD7712作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MSP430F149單片機(jī)作為控制單元、IXD1602液晶作為顯示器件的溫度測(cè)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(jìn)行供電。熱電阻PtlOOO會(huì)感知溫度的變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化，該電壓信號(hào)在經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7712轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)并由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行讀取；單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)把讀取到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別處理和校準(zhǔn)，并且換算成與溫度對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，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(cè)溫電路可以分為電源驅(qū)動(dòng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、液晶顯電路等各功能電路。
[0010]本次設(shè)計(jì)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(cè)量到的物理信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送入到單片機(jī)MSP430F149中進(jìn)行校準(zhǔn)，最后將校準(zhǔn)后的數(shù)字信號(hào)由液晶顯示器1602顯示出來(lái)。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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)主程序是整個(gè)系統(tǒng)軟件中最重要的部分，它是用來(lái)管理測(cè)溫電路的所有能實(shí)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(jī)地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)整體，在不同的操作請(qǐng)求時(shí)調(diào)用與之相對(duì)應(yīng)的子程序，完成功能的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、顯示等子程序來(lái)說(shuō)，它們是用來(lái)完成與測(cè)溫有關(guān)的控制任務(wù)的，這些控制任務(wù)有溫度測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換、液晶顯示等。
[0011]測(cè)溫電路選用MSP430F149單片機(jī)作為控制單元的原因就是該系列的單片機(jī)具有超低功耗的特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的時(shí)候就要考慮到低功耗的要求。對(duì)于一些電路使用不到的單片機(jī)外設(shè)，可以關(guān)閉電源停止供電，對(duì)于外圍的元件實(shí)行電源管理方式，避免增加功耗。在軟件編寫的時(shí)候要設(shè)置好I/o端口的工作狀態(tài)，保證測(cè)溫電路只在有操作請(qǐng)求的時(shí)候會(huì)從休眠模式中醒來(lái)執(zhí)行操作，在其他大部分時(shí)間中都處于低功耗模式，降低系統(tǒng)的功耗。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn):
[0013]克服傳統(tǒng)阻值比較法的測(cè)溫方法受到的鉬電阻受到自身誤差、電阻測(cè)量的系統(tǒng)誤差和環(huán)境溫度、引線等影響，使得溫度測(cè)量能達(dá)到較高精度，減少使用的限制。
[0014]主控芯片采用低功耗的MSP430F149，測(cè)溫電路只在有操作請(qǐng)求的時(shí)候會(huì)從休眠模式中醒來(lái)執(zhí)行操作，在其他大部分時(shí)間中都處于低功耗模式，降低系統(tǒng)的功耗。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為系統(tǒng)軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0018]一種基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)，其組成包括:采集元件、AD7712作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MSP430F149單片機(jī)作為控制單元、IXD1602液晶作為顯示器件的溫度測(cè)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(jìn)行供電。
[0019]其特征在于主程序是系統(tǒng)軟件的主體，它可以將其他子程序模塊有機(jī)地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)整體，在不同的操作請(qǐng)求時(shí)調(diào)用與之相對(duì)應(yīng)的子程序，完成功能的實(shí)現(xiàn)。
[0020]其特征在于測(cè)溫電路選用MSP430F149單片機(jī)作為控制單元的原因就是該系列的單片機(jī)具有超低功耗的特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的時(shí)候就要考慮到低功耗的要求。
[0021]結(jié)合圖1，圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。在本次基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的是以Pt100鉬熱電阻作為溫度信號(hào)采集元件、AD7712作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MSP430F149單片機(jī)作為控制單元、IXD1602液晶作為顯示器件的溫度測(cè)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(jìn)行供電。熱電阻PtlOOO會(huì)感知溫度的變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化，該電壓信號(hào)在經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7712轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)并由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行讀?。粏纹瑱C(jī)系統(tǒng)會(huì)把讀取到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別處理和校準(zhǔn)，并且換算成與溫度對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，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(cè)溫電路可以分為電源驅(qū)動(dòng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、液晶顯不電路等各功能電路。
[0022]結(jié)合圖2，圖2是系統(tǒng)軟件流程圖。本次設(shè)計(jì)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(cè)量到的物理信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送入到單片機(jī)MSP430F149中進(jìn)行校準(zhǔn)，最后將校準(zhǔn)后的數(shù)字信號(hào)由液晶顯示器1602顯示出來(lái)。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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)主程序是整個(gè)系統(tǒng)軟件中最重要的部分，它是用來(lái)管理測(cè)溫電路的所有能實(shí)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(jī)地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)整體，在不同的操作請(qǐng)求時(shí)調(diào)用與之相對(duì)應(yīng)的子程序，完成功能的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、顯示等子程序來(lái)說(shuō)，它們是用來(lái)完成與測(cè)溫有關(guān)的控制任務(wù)的，這些控制任務(wù)有溫度測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換、液晶顯示等。
[0023]測(cè)溫電路選用MSP430F149單片機(jī)作為控制單元的原因就是該系列的單片機(jī)具有超低功耗的特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的時(shí)候就要考慮到低功耗的要求。對(duì)于一些電路使用不到的單片機(jī)外設(shè)，可以關(guān)閉電源停止供電，對(duì)于外圍的元件實(shí)行電源管理方式，避免增加功耗。在軟件編寫的時(shí)候要設(shè)置好I/o端口的工作狀態(tài)，保證測(cè)溫電路只在有操作請(qǐng)求的時(shí)候會(huì)從休眠模式中醒來(lái)執(zhí)行操作，在其他大部分時(shí)間中都處于低功耗模式，降低系統(tǒng)的功耗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)，其組成包括:采集元件、AD7712作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MSP430F149單片機(jī)作為控制單元、IXD1602液晶作為顯示器件的溫度測(cè)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(jìn)行供電。
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(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于主程序是系統(tǒng)軟件的主體，它可以將其他子程序模塊有機(jī)地聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)整體，在不同的操作請(qǐng)求時(shí)調(diào)用與之相對(duì)應(yīng)的子程序，完成功能的實(shí)現(xiàn)。
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(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于測(cè)溫電路選用MSP430F149單片機(jī)作為控制單元的原因就是該系列的單片機(jī)具有超低功耗的特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的時(shí)候就要考慮到低功耗的要求。
【專利摘要】一種基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)，其組成包括：采集元件、AD7712作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MSP430F149單片機(jī)作為控制單元、LCD1602液晶作為顯示器件的溫度測(cè)量電路。在電路中將Pt1000熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，由5V電源進(jìn)行供電，基于阻值比較法的高精度測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的是以鉑熱電阻作為溫度信號(hào)采集元件、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)作為控制單元、液晶作為顯示器件的溫度測(cè)量電路。在電路中將熱電阻和已知阻值的參考電阻串聯(lián)在一起，由5V電源進(jìn)行供電。熱電阻會(huì)感知溫度的變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化，該電壓信號(hào)在經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)并由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行讀取；單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)把讀取到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別處理和校準(zhǔn)，并且換算成與溫度對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，傳遞給液晶顯示器由顯示器輸出溫度值。
【IPC分類】G01K7-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104677517
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310627249
【發(fā)明人】費(fèi)浚純
【申請(qǐng)人】哈爾濱恒譽(yù)名翔科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月29日