智能温度测量系统

发布时间：2017-06-29 13:18

  本文关键词：智能温度测量系统，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：温度测量仪,特别是智能温度测量仪具有测量稳定、使用简便、易于维护等特性,在工业、医疗、军事等领域表现出了非常高的应用价值,而且也被人们广泛的使用,如在各种恒温设备、定值加热设备、温度测量报警设备等的使用中得到推广。在现代智能数字化电子设备快速发展的今天,智能温度测量仪在测温范围、测温精度和智能化程度方面也越来越高,但适用于特定设备计量检定用温度测量仪还比较少。 本论文在研究了温度测量仪国内外发展现状的基础上,充分结合本系统的功能需求,采用前后台程序结构的单片机软件完成了系统编程。首先介绍了温度测量的发展历史,数字温度测量的基本原理和当前普遍使用的三大测量方式,并针对性的对高精度、小范围温度测量时微弱温度信号采集和抗干扰处理方法进行了介绍。本系统采用MSP430单片机为主控制芯片,A级Pt100铂热电阻为温度测量传感器,四位数码管为显示输出部件,四个独立按键做为数值修改和标定用输入部件,采用232通信方式作为本系统与PC机连接时的通信接口部件,最后使用LabVIEW虚拟仪器作为上位机软件来分析本系统采集的数据和标定本系统的参数。论文综合考虑了铂热电阻测量过程中可能有的各种干扰,通过选择四线制接线方法减少来自传输线的误差干扰影响,使用12位ADC(即模数转换)来提高ADC过程中的精确度,同时通过对比单片机软件程序结构中的前后台程序结构、状态机程序结构和事件触发程序结构在实时性方面对本系统的影响,最后选用前后台程序结构进行C语言编程。 实践表明,本系统具有电路结构简单、成本低、维护简便、易于性能升级、方便携带和操作方便的特点,适合用于小范围(测量范围在0摄氏度～50摄氏度)、高精度温度测量(精度能达到0.1摄氏度)的环境中使用。
【关键词】：温度测量系统 前后台程序结构 MSP430单片机 铂热电阻
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH811
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 课题来源12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 温度测量仪在国外的发展及研究现状12-13
• 1.2.2 温度测量仪在国内的发展及研究现状13-14
• 1.3 本文研究的主要内容及可行性分析14-15
• 1.3.1 本论文研究的主要内容14
• 1.3.2 可行性分析14-15
• 1.4 本章小节15-16
• 第二章 智能温度测量系统的总体方案设计16-23
• 2.1 概述16-18
• 2.1.1 基于可编程逻辑器件的系统方案16-17
• 2.1.2 基于单片机的系统方案17-18
• 2.1.3 最终方案的选择18
• 2.2 元器件选型18-22
• 2.2.1 测温传感器的方案选择18-19
• 2.2.2 ADC的方案选择19-20
• 2.2.3 显示部分的方案选择20
• 2.2.4 输入模块的方案选择20-21
• 2.2.5 单片机控制器部分的方案选择21
• 2.2.6 电源供电部分的方案21
• 2.2.7 PC机通信部分的方案21-22
• 2.3 本章小节22-23
• 第三章 硬件电路设计23-31
• 3.1 概述23
• 3.2 测温传感器模块的电路设计23-26
• 3.2.1 传感器的电路原理23-24
• 3.2.2 传感器的电路连接24-26
• 3.3 显示模块的电路设计26-28
• 3.3.1 显示模块的工作原理26-27
• 3.3.2 显示模块的电路连接27-28
• 3.4 按键输入模块的电路设计28
• 3.4.1 按键输入模块的工作原理28
• 3.4.2 按键输入模块的电路连接28
• 3.5 单片机控制器模块的电路设计28-30
• 3.5.1 晶振电路29-30
• 3.5.2 复位电路30
• 3.6 232通信模块的电路设计30
• 3.6.1 概述30
• 3.6.2 232通信模块的电路连接30
• 3.7 本章小结30-31
• 第四章 软件程序结构设计31-50
• 4.1 概述31
• 4.2 程序的总体架构设计31-34
• 4.2.1 概述31
• 4.2.2 轮询式多任务程序结构31-32
• 4.2.3 状态机程序结构32-33
• 4.2.4 事件触发程序结构33
• 4.2.5 前后台程序结构33
• 4.2.6 本系统中的任务分析33-34
• 4.3 ADC接口程序设计34-36
• 4.4 显示接口程序设计36-40
• 4.5 按键接口程序设计40-42
• 4.6 串口232通信接口程序设计42-45
• 4.7 温度测算程序设计45-46
• 4.8 温度智能标定程序设计46-48
• 4.9 本章小结48-50
• 第五章 电路仿真及数据分析50-54
• 5.1 概述50
• 5.2 各部分电路的仿真及数据分析50-53
• 5.2.1 1mA恒流源部分电路电路的仿真50-51
• 5.2.2 差分放大电路的仿真数据分析51-52
• 5.2.3 负电压部分电路的仿真52-53
• 5.3 本章小结53-54
• 第六章 LABVIEW软件实现配套PC软件功能54-57
• 6.1 概述54
• 6.2 LABVIEW软件概述54-55
• 6.3 使用LABVIEW实现系统的配套软件过程55-56
• 6.3.1 概述55
• 6.3.2 UI控制面板的实现55
• 6.3.3 功能程序的实现55-56
• 6.4 本章小结56-57
• 第七章 测量不确定度分析57-59
• 7.1 名词术语57
• 7.2 本系统测量不确定度分析57-59
• 结论与展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 附录164-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 范茂彦;温度传感器的选择与使用[J];电子产品世界;2000年07期

2 李书泽,张武高,张荣荣,黄震;高精度铂电阻测温电路优化设计[J];工业仪表与自动化装置;2005年01期

3 杨国忠,周泓,余锋,汪乐宇;基于VISA的事件处理方法与实现[J];测控技术;2000年09期

4 付桂翠;高泽溪;;高精度多路微机控制温度测量系统的设计[J];测控技术;2006年02期

5 高鸿春;中国古代的温度测量[J];中国计量;2003年12期

6 李宇华;虚拟仪器开发平台软件LabVIEW介绍[J];计算机自动测量与控制;1996年03期

7 马草原,郭双强,李国欣;基于LABVIEW的串口调试与数据分析[J];工矿自动化;2005年04期

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10 郑建国,李从新;一种高准确度铂电阻温度测量方案[J];自动化仪表;1997年08期

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本文编号：498063