毕业设计（论文）-基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计(1).doc

本科毕业设计(论文)

题目基于热电偶温度传感器的

高速测温系统设计

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基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计

目录

中文摘要 1

英文摘要 Ⅱ

1绪论 1

2系统原理概述 3

2.1快速测温的算法实现 3

2.2热电偶测温基本原理 4

2.3热电偶冷端补偿方案确定 5

2.3.1分立元气件冷端补偿方案 5

2.3.2集成电路温度补偿方案 6

2.3.3方案确定 7

2.4硬件组成原理 7

2.5软件系统工作流程 7

3硬件设计 9

3.1热电偶简介 9

3.1.1热电效应 9

3.1.2热电偶基本定律 11

3.1.3热电偶温度补偿 11

3.1.4热电偶的结构形式 12

3.1.5K型热电偶概述 13

3.1.6K型热电偶特点 14

3.2具有冷端补偿的数字温度转换芯片MAX6675功能简介 14

3.2.1冷端补偿专用芯片MAX6675性能特点 15

3.2.2冷端补偿专用芯片MAX6675温度变换 16

基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计

3.2.3冷端补偿专用芯片MAX6675的冷端补偿问题 17

3.2.4冷端补偿专用芯片MAX6675的热补偿跟噪声补偿问题 17

3.2.5冷端补偿专用芯片MAX6675测量精度的提高方法 17

3.2.6冷端补偿专用芯片MAX6675的温度读取 17

3.3单片机选择及部分功能简介 18

3.3.1AT89C51单片机的SPI实现 20

3.4路同相三态双向总线收发器74LS245 21

3.5硬件电路详细设计 21

3.5.1温度采集电路 21

3.5.2显示电路 22

3.5.3报警电路 24

3.5.4单片机控制电路 25

4软件设计 26

4.1主程序设计 27

4.2温度采集转换程序设计 28

4.3显示程序设计 30

5系统仿真 31

5.1Proteus概述 31

5.2系统仿真结果 31

结束语 33

致谢 34

参考文献 35

附录 36

基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计

I

基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计

摘要

本文主要介绍了基于热电偶温度传感器的快速测温系统的设计。本文综合考虑到热电偶的热惰性时间常数问题，采用快速算法实现了温度快速测量的功能。快速算法思想是：在等时间间隔内快速采集三个温度数据，然后根据它们与热时间常数、初始温度以及稳定后的温度之间的关系，最后得出稳定后温度的数学计

算公式，从而得到所测量的温度值。

本文采用了带有冷端补偿的温度转换芯片MAX6675、K型热电偶、89C51单片机、数码管等元器件设计了相应温度采集电路、温度转换电路、温度控制电路、超量程报警电路、数码管显示电路。结合硬件电路给出了相应的软件设计，测温精度可达到0.25℃。本系统的工作流程是：首先热电偶采集温度，数据经过MAX6675内部电路的处理后送给单片机进行算法处理，最后通过数码管电路显示出测量温度。本设计最后对系统进行了protuse的调试和仿真，实现了设计的

要求。

关键词温度传感器热电偶热时间常数冷端补偿

基于热电偶温度传感器的高速测温系统设计

Ⅱ

BASEDONTHERMOCOUPLETEMPERATURE

SENSORHIGH-SPEEDTEMPERATURE

MEASURINGSYSTEMDESIGN

ABSTRACT

Thisdesigndescribesthethermocoupletemperaturesensorbasedontherapidtemperaturemeasurementsystem.Thiscomprehensivetakingintoaccountthethermalinertiaofthethermocoupletimecons