热敏电阻温度计报告..docx

热敏电阻温度计设计报告实验技能竞赛小组队名:一定队成员:邓国健黄康烔黄维聪黄祥炜虞君权2014 年4月20日一、热敏电阻的物理特性：热敏电阻是用一种对温度极为敏感的半导体材料制成的非线性敏感器件。热敏电阻按其温度系数分类，可分为正温度系数和负温度系数两大类。本次制作所用的是负温度系数的热敏电阻，在一定范围内，其阻值随外界温度升高而下降。在一定温度范围内，半导体的电阻率和绝对温度T之间的关系可按下式表示;具欧姆定律，一定材料做成的热敏电阻电阻值与温度关系如下：将式子两边取对数，即可得到直线方程：因此，可以通过测量一系列不同温度下对应的阻值，可以求出实验所用的热敏电阻的参数，这样就可以通过测阻值测量温度.二、求取热敏电阻参数：通过测量和计算，我们得到下表：根据表格,利用Excel做出以下图表：利用软件可以求得温度与电阻的关系式为：LnRx=3999（1/T）-4.184这个式子就是测量温度的依据。惠斯通电桥：电桥是一种精密的电学仪器，可以用来测量电阻，电容，电感等。惠斯通电桥原理图如下：R1、R2、R3是阻值为可调的标准电阻，R1、R2是比率臂，R3是比较臂，Rx是待测电阻，通过B、D间串联检流计可以检测电桥是否平衡，调节R1、R2设定电桥比率。然后调节R3使检流计电流为零，此时电桥处于平衡状态，有I1=Ix,I2=I3由欧姆定理得I1R1=I2R2 IxRx=I3R2解得Rx=R3这样就可以算出电阻值，但如何将求取电阻的过程，交由单片机测量呢，经过分析，我们组采用不平衡电桥进行测量。其具体工作如下:电桥不平衡时，电桥的BD之间会有一个不平衡电压输出，其电压大小可用式子Uo=Vcc*R3/(R1+R3)-Vcc*Rx/(R2+Rx)，因此，可以通过电压信号求得电阻值。依据热敏电阻阻值情况，我们设计了如下电桥：根据这个电路，我们可以算出Uo跟电阻的关系：Rx=(82.5-33U0)/(2.5+U0)。有了这两个公式，就可以设计温度计了：三、热敏温度计设计主要思路设计过程：1、为保证电桥电压及AD转换的基准电压稳定，设计对电桥及DA芯片进行独立供电，以下为我们设计的电源及基准电压电路，主电路采用负载能力为1A的LM7805芯片进行供电，二电桥及DA芯片功耗并不大，因此采用lm78L05进行供电。2、由于电桥输出最大电压为2.5V,为提高DA转换的精度，先对电压进行放大，设计采用差分电路，对Uo进行两倍的放大，为了减少采集对电桥的影响，差分电路采用高输入阻抗设计，小电容C24，C25，C26.可以去除电路的抖动杂波.3、采用常用的AD转换芯片ADC0832将模拟信号U0转换为数字信号，供给MCU 进行数据处理。电桥测量和电压采集部分=4、通过STC89C51单片机进行数据处理，采用4位共阳数码管进行温度显示数据处理和显示下面是89C51进行数据处理程序设计#includereg52.h#includemath.h#define _Lna 4.1847 //热敏电阻的两个系数 -Lna和B#define B 3989.1 //这两个系数用实验的方法测算出来sbit CS=P3^7; sbit CLK=P3^5; sbit DIO=P3^6; //ADC0832端口引脚定义unsigned char code num[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //共阳数码管，数字0-9段选/***************延时函数******************/void delayms(uint z){ uint x,y; for(x=z;x0;x--) for(y=148;y0;y--) ;}/***********数码管显示函数************/void SMG_display(float k){ unsigned char i; int n; n=10*k; i=n%10; P2=0x07; P1=num[i];//显示小数点后一位的数 delayms(5);//延时一会 if(n=10) { i=(n/10)%10; P2=0x0b; P1=num[i]-0x80; //显示个位上的数及小数点 delayms(5);//延时一会 if(n=100) { i=(n/100)%10; P2=0x0d; P1=num[i]; //显示十位上的数及小数点 delayms(1);//延时一会 if(n=1000) { i=(n/1000)%10; P2=0x0e;