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基于热敏电阻的多点温度测量系统

时间:12-08 来源:互联网 点击:
4.2 多路信号的输入

为了克服由于555时基集成电路性能的离散性造成输出频率的误差,多路热敏电阻使用同一个R1、C1、555时基集成电路。各个热敏电阻通过单片机控制继电器来选择信号的输入。

4.3热敏电阻形状的影响

热敏电阻的体积非常小,因此可以制造成各种形状,有柱状、珠状、针状、平面等,以适合不同的测量要求。应该选择合适形状的热敏电阻,使测量值能够准确地反映被测量的温度值。对那些需要快速测量的场合,应该尽量选择体积小反应快的传感器,否则也会造成测量上的误差。

4.4传感器一致性的影响

传感器的一致性差,会引起很大的测量误差。热敏电阻在作为精密的温度传感器使用,应该选择产品的互换性在0.1%以上,它的互换精度能够达到0.025℃。

4.5温度的标定

在一定温度下热敏电阻的阻值是已知的,因此可以用电阻箱(例如旋转式电阻箱ZX31)来模拟温度的变化,使555电路的输出频率值符合要求。由于单片机的程序在计算方法和定时时间上会产生一些误差,用最小二乘法求得的模拟公式也会产生误差,这些都会直接影响测量的精度。所以在验证测量电路准确无误的情况下,再检查验证单片机能否计算出准确的温度值,如果有误差,必须仔细检查程序,修改相关的语句,直到准确为止。

在完成上述工作的基础上,用精密恒温槽,在-20-+80℃的范围内,设置5、6个温度点,检查热敏电阻在这些温度点的电阻值是否符合要求,然后把热敏电阻的引线接到电路里,把热敏电阻放在精密恒温槽内,观察在各个温度点上单片机的显示值是否符合要求。如果符合要求,标定工作结束。

5.结束语

在多点温度测量系统的设计中,充分发挥了单片机的计算与线性化的作用,应用555时基电路的电阻-频率特性,以十分简单的电路得到高精度的温度测量效果。

本文作者的创新点:本测量系统的设计巧妙地将热敏电阻的温度-电阻变化应用于555时基电路,使单片机的A/D转换采用频率采样法,简化了电路,又提高了测量的精度。由于热敏电阻的灵敏度高,电阻值大,热敏电阻可以直接使用普通导线,测量距离达200米左右,这是其他传感器难以实现的;由于只用一个555时基电路,使集成电路的离散性影响降到最低,并且大大降低了硬件的成本。

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