摘 要：溫度在工業(yè)領(lǐng)域應用非常廣泛，而一般的溫度傳感器測量范圍較窄，只能實(shí)現低溫測量。Ｋ型熱電偶是國內外儀器儀表行業(yè)中#常見(jiàn)的一種測溫元件。本系統通過(guò)Ｋ型熱電偶傳感器對溫度信號進(jìn)行采集，ＭＡＸ６６７５芯片對信號變換后，通過(guò)ＳＰＩ串行接口與ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６單片機進(jìn)行通信，實(shí)現中低溫度的測量。為了實(shí)現較遠距離控制，通過(guò)紅外遙控模塊輸入對比溫度，當測量溫度大于或小于設定值時(shí)，進(jìn)行聲光報警。通過(guò)實(shí)驗驗證，本系統具有較高的精度，能滿(mǎn)足中低溫度的測量。
溫度是一個(gè)非�；镜奈锢砹�，很多的物理量都與它有著(zhù)密切的聯(lián)系，所以對溫度的精準測量以及精que的控制在農業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、人們的日常生活、科學(xué)研究方面都有著(zhù)十分重要的意義。目前，熱電偶傳感器是國內外儀器儀表行業(yè)中#常見(jiàn)的一種測溫元件，也是目前接觸式測溫領(lǐng)域中應用#為廣泛的一種熱電式傳感器。
Ｋ型熱電偶作為一種主要的測溫元件，具有結構簡(jiǎn)單、使用方便、測溫范圍寬、測溫精度高等特點(diǎn)。但Ｋ型熱電偶應用時(shí)，卻存在著(zhù)以下幾方面的問(wèn)題。
１）非線(xiàn)性。熱電偶輸出熱電勢與溫度之間非
線(xiàn)性，因此，應用時(shí)必須進(jìn)行線(xiàn)性化處理。
２）冷補償。熱電偶輸出的熱電勢為冷端保持０℃時(shí)與測量端的電勢差值，而在實(shí)際應用中冷端的溫度是隨著(zhù)環(huán)境溫度而變化的，故需進(jìn)行冷端補償。
３）信號輸出。Ｋ 型熱電偶輸出信號為模擬信號，為了方便與后續單片機電路相連，需要將模擬信號轉換成數字信號。Ｍａｘｉｍ公司新近推出的ＭＡＸ６６７５［５］即是一個(gè)集成了熱電偶放大器、冷端補償、Ａ／Ｄ轉換器及ＳＰＩ串口的熱電偶放大器與數字轉換器。
１ 系統設計
本設計以單片機ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６［６］為整個(gè)系統的核心，使用Ｋ型熱電偶傳感器對所測環(huán)境溫度信號進(jìn)行采集，經(jīng)轉換芯片ＭＡＸ６６７５轉換后輸入給單片機處理。同時(shí)本設計還有報警功能，通過(guò)紅外遙控模塊ＨＳ００３８輸入對比溫度值，與采集到的溫度進(jìn)行比較并進(jìn)行聲光報警，測得溫度通過(guò)液晶屏ＪＬＸ１２８６４顯示。系統結構如圖１所示。
２ 系統硬件設計
２．１�。诵蜔犭娕寂cＭＡＸ６６７５
ＭＡＸ６６７５與熱電偶連接電路如圖２所示。
２．２ 紅外遙控傳感器
工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行溫控時(shí)，需要設定參考溫度，當大于或者小于某個(gè)值時(shí)進(jìn)行報警，而某些場(chǎng)合無(wú)法使用按鍵輸入，本系統采用紅外遙控器輸入設定值。ＨＳ００３８是一種紅外接收器，輸出的ＴＴＬ信號可以被單片機接收到，它的電路如圖３所示。
２．３ 顯示電路
本設計的顯示屏選用比較常見(jiàn)的１２�。福叮醋址鸵壕э@示。液晶顯示屏是一種集數字顯示、符號與字母顯示的顯示器，功耗低，具有很高的性?xún)r(jià)比。顯示電路如圖４所示。
２．４ 報警電路
當檢測到的溫度在允許范圍內時(shí)，電路不報警；當檢測到的溫度超出設定的溫度值時(shí)，蜂鳴器響。蜂鳴器報警電路如圖５所示。
３ 系統軟件設計
系統的軟件部分采用Ｃ語(yǔ)言編寫(xiě)，程序設計模塊化。本系統先從ＭＡＸ６６７５芯片中讀取數據，并判斷熱電偶是否開(kāi)路，然后將數據傳到單片機中進(jìn)行處理，同時(shí)由紅外遙控傳感器輸入對比溫度值與采集到的溫度進(jìn)行比較，并進(jìn)行聲光報警。系統軟件主流程如圖６所示。
４ 實(shí)驗驗證
完成基于Ｋ 型熱電偶的中低溫度測量系統的設計后，受實(shí)驗條件限制，在室內測量了不同條件下水和煙頭的溫度，并與０．１℃精度的水銀溫度計在１０～７０℃溫度范圍進(jìn)行比對。測試結果如表１所示。在測試范圍內，相對誤差不超過(guò)０．２％。
５ 結束語(yǔ)
本文以ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６單片機為整個(gè)系統的核心，通過(guò)Ｋ型熱電偶傳感器對溫度信號進(jìn)行采集，通過(guò)ＭＡＸ６６７５芯片對信號進(jìn)行放大、冷端補償等處理，完成溫度的獲取。本系統還有報警功能，通過(guò)紅外遙控模塊輸入對比溫度值，與采集到的溫度進(jìn)行比較并進(jìn)行聲光報警，顯示當前溫度值和設定溫度值。該系統結構簡(jiǎn)單，抗干擾能力強，測量精度高，測量溫度范圍廣，設定溫度值采用紅外遙控形式輸入，可以實(shí)現非接觸設定。經(jīng)實(shí)際測試表明，本設計測量溫度的范圍較寬，能實(shí)現中低溫度的測量，精度較高，相對誤差小于０．２°Ｃ。
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