下载

0下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 集成温度传感器

集成温度传感器.doc

集成温度传感器

男人丶没有你丶我也会活得很好
2017-09-27 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《集成温度传感器doc》,可适用于综合领域

集成温度传感器摘要:本文详细介绍了研究AD特性的方法,及AD温度传感器的测温原理及应用的实验过程。关键词:集成电路温度传感器最小二乘法温度特性引言集成温度传感器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一块芯片上,能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出,一般用于~之间的温度测量。温敏晶体管在管子的集电极电流恒定时,其基极发射极电压与温度成线性关系,为克服温敏晶体管vb电压产生时的离散性,采用了特殊的差分电路。集成温度传感器具有电压型和电流型两种,电流输出型集成温度传感器在一定的温度T时相当于一个恒流源。因此,它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪音的干扰,具有很好的线性特性。本实验采用国产的AD,它只需要一种电源(~V)即可实现温度到电流的线性变换,然后在终端使用一只取样电阻,即可实现电流到电压的转换。它使用方便,并且电流型比电压型的测量精度高。传感器的特性测量实验内容测量AD在电源电压稳定时,输出电流与温度的关系及不同温度下的伏安特性,采用图所示电路。实验中为了测量不同温度下的AD的特性,必须将AD用铝外壳保护且引线用绝缘材料封闭,置于恒温水浴中。伏特表测量电阻两端的电压。由于AD近似于高精度电流源,所以要求伏特表有足够的测量精度,本实验采用了三位半数字电压表测量电压值。对于电阻R,一方面要有足够的有效数字,另一方面其压降又要使伏特表的读数有足够的有效数字。本实验采用了级电阻箱。数值为,由I=VR,即得AD上的电流值。以温度作为自变量,电流I为因变量,方程为:数据处理表为实验测得的一组数据,显示温度和电流的关系(R=)。用最小二乘法进行拟合,通过计算机程序,输入组实验数据计算得出、和相关系数,程序如图所示。测温电路实验内容设计一个用AD精确测量~范围内温度的电路,为使伏特表的示数正好是摄氏温度的读数,取R上的电压与R上的分压差作为V的输入。测温电路如图所示。图中电阻值根据伏安特性测量时用最小二乘法拟合结果计算得出。电压表的读数U为:U=R×IUR(RR)()由式()、式()联立得:U=RRUR(RR)根据非平衡电桥法测温度必须有以下关系:R=()RUR(RR)=()阻值的选取选取R、R、R合适的阻值,满足式(),式(),具体操作方法如下:()对于Rβ=,由于前面在传感器特性测量中已算出较为准确的值,R仍然可由计算机程序按照R=计算得出(R在k左右)。()对于RxUR(RR)=,注意到该式的物理意义,是AD在时的输出电流,R即是在时R两端的电压,而UR(RR)很明显是R分得的电压,显然如果将AD浸于冰水混合物中使其工作在,再调节R和R的阻值使电压表显示值为,即可满足RxUR(RR)=。操作时,选R与R相同的阻值再调节R使电压表显示值为(R的值大概在kΩ左右),此时电桥平衡,R和R两端电压约为mV,R阻值为AD在时该电路的阻值。()开加热电源,仔细观察温度变化情况与数字电压表数值的变化情况,调节R和R,使数字电压表读数与温度表读数一致,变化情况也一致(温度升高或降低,电压表的读数与温度表的读数差值不超过为成功)。记下此时的R和R的值。校准完毕后,可用该温度计测量其他待测物体的温度值。结束语温度传感器的应用范围很广,它不仅广泛应用于日常生活中,而且也大量应用于自动化和过程检测控制系统。温度传感器的种类很多,根据现场使用条件,选择恰当的传感器类型才能保证测量的准确可靠,并同时达到增加使用寿命和降低成本的目的。AD温度传感器不但实现了温度转换为线性化电量测量,而且精确度高、互换性好、应用简单方便,因此,可把输出的电信号经AD卡转换为数字信号,由计算机采集Vit的数据,以发挥其实时和准确的特点。把AD用于改进一部分物理实验,如空气比热容比的测量、金属比热容的测量及液氮汽化热的测量等,都取得了良好的效果。总之,与水银温度计、铜康热电偶温度计及半导体热敏电阻温度计相比,AD具有线性好、测温不需参考点及消除电源波动等优点,因此在常温范围内可以取代它们,广泛的应用于科技和工业领域中。一、前言温度是一种最基本的环境参数人民的生活与环境的温度息息相关在工业生产过程中需要实时测量温度在农业生产中也离不开温度的测量因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器温度传感器的发展经历了三个发展阶段:传统的分立式温度传感器模拟集成温度传感器智能集成温度传感器。目前国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。文章将介绍智能集成温度传感器DSB的结构特征及控制方法并对以此传感器C单片机为控制器构成的温度测量装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。该装置适用于人民的日常生活和工、农业生产用于温度测量。二、DSB单线数字温度传感器由DALLAS半导体公司生产的DSB型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小接口方便传输距离远等特点。、DSB性能特点DSB的性能特点:采用单总线专用技术既可通过串行口线也可通过其它IO口线与微机接口无须经过其它变换电路直接输出被测温度值(位二进制数含符号位)测温范围为测量分辨率为,内含位经过激光修正的只读存储器ROM适配各种单片机或系统机用户可分别设定各路温度的上、下限内含寄生电源。、DSB内部结构DSB内部结构主要由四部分组成:位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。DSB的管脚排列如图所示。位光刻ROM是出厂前被光刻好的它可以看作是该DSB的地址序列号。不同的器件地址序列号不同。图DSB引脚分布图位产品系列号位产品序号位CRC编码DSB高速暂存器共个存存单元如表所示:序号序号作用寄存器名称作用寄存器名称温度低字节、保留字节、以位补码形式存放温度高字节计数器余值TH用户字节存放温度上限计数器HL用户字节存放温度下限CRC以位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算:位转化后得到的位数据存储在B的两个高低两个位的RAM中二进制中的前面位是符号位。如果测得的温度大于这位为只要将测到的数值乘于即可得到实际温度如果温度小于这位为测到的数值需要取反加再乘于才能得到实际温度。高位SSSSS低位、DSB控制方法在硬件上DSB与单片机的连接有两种方法一种是Vcc接外部电源GND接地IO与单片机的IO线相连另一种是用寄生电源供电此时UDD、GND接地IO接单片机IO。无论是内部寄生电源还是外部供电IO口线要接KΩ左右的上拉电阻。DSB有六条控制命令如表所示:约定代码指令操作说明温度转换启动DSB进行温度转换H读暂存器读暂存器个字节内容BEH写暂存器将数据写入暂存器的TH、TL字节EH复制暂存器把暂存器的TH、TL字节写到ERAM中H重新调ERAM把ERAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节BH读电源供电方式启动DSB发送电源供电方式的信号给主CPUBHCPU对DSB的访问流程是:先对DSB初始化再进行ROM操作命令最后才能对存储器操作数据操作。DSB每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控制DSB完成温度转换这一过程根据DSB的通讯协议须经三个步骤:每一次读写之前都要对DSB进行复位复位成功后发送一条ROM指令最后发送RAM指令这样才能对DSB进行预定的操作。三、基于DSB的温度测量装置、系统组成由DSB构成的智能温度测量装置由三部分组成:DSB温度传感器、C、显示模块。产品的主要技术指标:测量范围:测量精度:反应时间ms。、工作原理基于DSB的温度测量装置电图如图所示:温度传感器DSB将被测环境温度转化成带符号的数字信号(以十六位补码形式占两个字节)传感器可置于离装置米以内的任何地方输出脚IO直接与单片机的P相连R为上拉电阻传感器采用外部电源供电。C是整个装置的控制核心C内带K字节的FlashROM用户程序存放在这里。显示器模块由四位一体的共阳数码管和个组成。系统程序分传感器控制程序和显示器程序两部分传感器控制程序是按照DSB的通信协议编制。系统的工作是在程序控制下完成对传感器的读写和对温度的显示。、程序设计根据DSB的通信协议,按图的硬件结构。下面是系统的主要程序。系统主程序********************ORGHIOBITPSTART:LCALLRSTB调DSB初始化子程序MOVA#OCCH写CCH到DSB以便跳过ROM匹配LCALLWIDSBWIDSB是写B子程序JNBFSTART若DSB不存在则从新开始MOVA#H发温度转换命令LCALLWIDSBLCALLDSPLAY调显示子程序LCALLRSTBMOVA#BEH发读温度命令LCALLWIDSBLCALLRDDSBRDDSB是读子程序LCALLZWDSBZWDSB是温度计算子程序LCALLDSPLAYLJMPSTART***********部分子程序************DSB初始化子程序***********RSTB:SETBIOCLRIOMOVR,#FAH延时微秒LP:DJNZR,LPSETBIO释放总线MOVR,#H在微秒内检测是否出现应答信号LP:JNBIO,LPDJNZR,LPCLRF清标志位,表示DS不存在LJMPLPLP:SETBF标专置表示DSB存在MOVR,#FAH延时微秒LP:DJNZR,LPLP:SETBIORETB读子程序**********RDDSB:MOVR,#LOOP:CLRCSETBIQNOPCLRIQNOPSETBIQMOVR,#DJNZR,$MOVC,IQMOVR,#DJNZR,$RRCADJNZR,LOOPRETB写子程序************WIDSB:MOVR,#CLRCWI:CLRDQMOVR,#DJNZR,$RRCAMOVDQ,CMOVR,#DJNZR,$SETBDQNOPDJNZR,WRSETBDQRETB显示子程序************DSPLAY:B温度计算子程序************ZWDSB:END结束语数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件它集温度测量AD转换于一体具有单总线结构数字量输出直接与微机接口等优点。既可用它组成单路温度测量装置也可用它组成多路温度测量装置文章介绍的单路温度测量装置已研制成产品,产品经测试在间测得误差为,T时误差为,当T>误差为增大到左右。用单总线温度传感器和单片机构成的测温装置具有推广价值。

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

评分:

/11

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利