在現實生活中，測溫裝置有多種形式，但大多數都存在測溫范圍小的缺點，限制了其應用范圍。 例如，汽車發動機、空調壓縮機、船舶等的溫度。通常相對較高，使用普通溫度計很難測量它們。使用大型溫度測量設備不僅測量成本高，而且難以攜帶。 本文設計了一種便攜式、實用、適應高溫環境的高溫溫度計。 高溫溫度計的原理框圖如圖1所示。 該系統基于Pt100的高溫溫度計。Pt100模擬溫度傳感器采集環境溫度，然后通過a/d轉換將采集的數據轉換并傳輸到單片機。單片機接收數據并處理后，測量的溫度值顯示在液晶顯示屏上 1.系統主要硬件設計1.1電源電路系統與3節電壓接近4.5V的5號干電池串聯，正好滿足設計電源電壓要求。 功率處理芯片的選擇側重于高效率、低工作電壓和小體積。經過仔細比較，選擇了以下功率處理芯片 TL431是一種三端可調分流基準源，具有良好的熱穩定性。 它的輸出電壓可以用兩個電阻任意設置為VERF 2.5 ~ 36V范圍內的任何值。 本文將它作為電橋測溫電路的參考電壓，有許多應用，如并聯校準器、串聯校準器、開關校準器、電壓基準等。 在T1431和電源引腳之間增加100ω；電阻用于限流，接地引腳端直接接地，2.5V的電壓輸出連接到電橋測溫電路作為參考電壓。請注意，參考電壓必須穩定，否則溫度測量的準確性將受到影響。 LM1117是一款電壓輸出穩定的校準器，可輸出1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.3V、5V等穩定電壓。 在設計中，LM1117用于將電壓穩定在3.3V，為模數轉換器和放大器提供穩定的電壓保證。 電源引腳和接地引腳之間增加了電容C4和C5，用于去耦濾波。 Intersil生產的ICL7660是一款提供雙電壓的COMS集成芯片。它在提供正負電壓方面具有獨特的優勢。 ICL7660可提供+1.5 ~+10 V和-1.5 ~-10 V的正負電壓 ICL7660的正輸出電壓Vout+和負輸出電壓分別連接到INA126電源的正極和負極 電源模塊的電路原理如圖2所示。 圖2中，VCC5為電源電壓，通過LM1117芯片輸出3.3V，并向INA126(儀表放大器)、ADS7816和ICL7660供電。 通過TL431輸出2.490伏的電壓，為橋式放大器電路和ADS7816提供穩定的參考電壓。 ICL7660將+3.3V轉換為-3.3V，為儀表放大器提供負電壓。 VCC直接連接到主電源，因為單片機和液晶顯示器的工作電壓范圍很寬。 1.2a/d模數轉換模塊由于Pt100是模擬溫度傳感器，溫度測量范圍寬，設計采用ADS7816。a/d電路圖如圖3所示 引腳VREF連接到電橋測溫電路的參考電壓，引腳+IN信號數據輸入端口連接到INA126運算放大器的輸出端，引腳-IN和GND分別接地 引腳CS芯片選擇端子連接到單片機P1.6端口，低電平有效。當P1.6端口設置為低電平時，模數門控開始工作 引腳Dout信號的數據輸出端口連接到單片機的P1.5端口，用于模數轉換后讀取數據 管腳鎖定(Pin LOCK)時鐘信號端口連接到單片機的P1.4端口，單片機的P1.4端口提供a/d連續時鐘脈沖，保證正常的a/d數據轉換和讀取。 引腳VCC通過LM1117連接到3.3V的穩定輸出電壓 本設計以STC的89C52單片機為核心，系統采用89C52單片機讀取和處理模數轉換數據，然后控制液晶顯示器，這是本設計中所有器件的核心模塊。 單片機和模數轉換器之間連接的電路圖如圖3所示。 1.3顯示模塊基于液晶1602顯示內容豐富、功耗低的優點，選擇液晶1602作為顯示模塊 液晶的苐yi引腳為接地引腳，引腳VCC連接電源，液晶的引腳VL的外部電源與10k串聯；背面的電位計接地，用于調整液晶的亮度對比度，使其顯示清晰準確。 引腳RS連接至微控制器的P1.0 RW引腳連接到單片機P1.1 引腳EN連接到單片機的P1.2，是液晶的使能引腳。 液晶的數據端口(引腳7-14)與單片機的P0.0~P0.7端口相連，液晶的數據端口采用8位并行端口方式進行數據傳輸 引腳15和16是液晶背光的正電極和負電極，它們分別連接到VCC和GND。 液晶連接的電路圖如圖4所示。 1.4 PT 100測溫電路系統的測溫模塊由兩個1kω組成；電阻、電位計和Pt100構成電橋溫度測量電路。 電橋溫度測量的原理如圖5所示。 通過TL431將電橋的輸入電壓穩定在2.5V，測量電橋的實際輸入電壓為2.49V 電橋的四個電橋臂之一使用電位計，因為輸入運算放大器的差分電壓信號可以通過調整電位計來調整，電位計用于調整設計中的零點。 pt 100數據手冊中推薦使用LM358芯片來放大差分信號。由于LM1117提供給運算放大器的電壓僅為3.3V，低電源電壓將導致運算放大器工作異常。電壓放大系數與理論計算放大系數之間的誤差很大，直接導致放大系數不穩定，影響溫度測量。 通過比較和選擇，發現INA126精密儀表放大器具有高精度、低噪聲差分信號采集的優點。它的兩個運算放大器設計用于提供極低的靜態電流(175毫安/安)，并結合寬工作電壓范圍& plusmn1.35 ~ & plusmn18V，使其成為高性能運算放大器。 因此，INA126被用作運算放大器，并且在測試后發現放大因子是穩定的。 系統的放大倍數約為6.27倍 由于INA126需要雙電源，ICL7660用于電壓轉換，因此可以很容易地獲得負電壓為INA126提供雙電源。 橋信號由INA126差分放大 橋式差分放大器電路圖如圖6所示。 通過電位計R6的零點調整，可以獲得50.012毫伏 INA126差分放大U+和U_，放大電壓U0=F倍；(U+-U_)，f是電壓放大系數，f = 6.27 因此，獲得了Pt100的電阻值和由INA126放大的電壓之間的關系。U0被送到模數轉換器，通過模數轉換，單片機計算Pt100的電阻值，然后查表。當檢測到的電阻值與表中的電阻值相似時，獲得此時的溫度值，然后將數據發送出去顯示在液晶顯示屏上。 2.軟件設計系統的軟件包括溫度采集部分、模數轉換模塊和接收結果處理顯示部分。 整個程序用C語言編寫，采用模塊化程序設計。 該設計使用Pt100模擬溫度傳感器收集數據。單片機上電后，Pt100的電阻因溫度變化而變化，然后電橋測溫電路的電壓值發生變化。經過差分放大和模數轉換后，發送到單片機。 單片機總是等待模數轉換值的到來。因為這種設計只需要測量溫度，所以沒有采樣周期。讀取模數的程序進入無限循環。 在設計中，由于Pt100的電阻值與溫度沒有線性關系，設計使用Matlab擬合函數創建電阻-溫度對應表，并查詢該表得到溫度值 程序啟動后，液晶屏和模數被初始化，然后液晶屏被確定為空閑狀態，調用液晶屏寫地址命令函數使液晶屏顯示兩行，然后調用液晶屏寫數據函數在第1行寫溫度計英語溫度計，從查找表中獲得的溫度值被寫入第2行 模數模塊首先初始化模數，然后將模數轉換器的CS引腳和時鐘CLK拉至高電平，然后將模數轉換器拉至低電平以開始采樣。 編寫程序時，應注意在采樣數據之前向模數轉換器發送兩個下降沿脈沖。 實驗證明，如果直接進行采樣，采樣數據會有較大誤差。 采樣完成后，將CS引腳拉至高電平，停止采樣并返回值 然后執行下一組數據的采樣 主程序的流程圖如圖7所示。 3.系統測試液晶模塊的硬件電路接通后，打開電源，調節與液晶顯示器相連的電位器，使液晶顯示器亮度適中。顯示結果與預期結果相同。液晶模塊測試正常。 當電源打開時，Pt100開始測量溫度。以水銀溫度計為參考，計算Pt100溫度測量的誤差。 Pt100的溫度測量結果如表1所示。 由于設計溫度計精度僅為1℃，小數點后的溫度值均為0。經過測試和計算，溫度測量的平均誤差為2.5% 4.在程序模塊中，結束語直接由公式計算，而不是在開始時使用查找表的方法，導致較大的誤差。 經過不斷修改，發現查表法很好地解決了這個問題。在系統的大規模溫度測量中，這種誤差在高溫環境下影響很小。 該系統可用于高溫環境，測溫準確，操作方便，成本低，實用性強。 它還可以改進成無線收發器系統，成為遠程溫度測量控制系統。

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