基于T-F变换的多点流体温度测量系统

4 系统标定与应用
利用图2中电容CT的充放电时间常数可以计算测点温度与TLC555输出频率的对应关系，但在实际应用中由于各器件的制造误差，很难直接由对应关系计算测点温度。系统的直接测得量是8253的计数值，校正系统漂移后只有一个量(△N2*／N0)，通过初始标定获得温度测量范围内每隔0．2K对应的(△N2*／N0)，将其顺序保存在FLASH存储器SST25VF016中。在测量时，PIC18F6722按照线性插值方法将8253的计数值转化为测点温度。因为测量系统包含系统漂移校正机制，故系统标定过程只需执行一次便可保证长期稳定的测量精度。
具体应用中使用PIC18F6722的空闲I／O口实现了12x12阵列共144个热敏电阻的多点测量。TLC555在温度为298K时的振荡频率约为2 kHz，经过系统标定后，在280～320 K的范围内测量精度优于0．05 K，单点测量时间约为7 ms，全场测量时间约为1 s，满足了流体实验中对多点温度高精度快速测量的需要。该测量系统已成功应用于水平温差对流的实验研究中。

5 结束语
本系统实现了流体介质内多点精确快速测温的功能，测点数目增多时系统的复杂度基本不变。硬件电路将测点温度变化转化为TLC555输出频率的变化，并用8253计数器进行精确计数，单片机控制器只需读写8253寄存器即可计算测点温度，简化了软件设计，方便系统的维护升级，单片机控制器改变8253的计数初值，不改动硬件即可在测量速度和准确度间灵活选择。系统实现了漂移校正功能，省去了繁琐的多次标定过程，能够在不同的使用环境中长期稳定的测量。