热敏电阻测温电路设计

电子设计大赛论文

（B组）

热敏电阻测温电路设计

第三十组

K3队

组队成员：顾代辉黄龑罗程

2010年5月23日

摘要：科技发展，很多工业化的生产都需要温度测量，这使得温度测量仪器变成一个

很重要的东西。下面我们将题目所给的温度测量电路进行分析和改动设计。题目所给图是一个在工业场合的温度测量系统，采用RTD 电阻温度检测器。通过分析可知，ref R 两端分到的电压即为ref V ,Vo3输出的电压即为NTC 两段分到的电压。而要求我们设计的电路所用的是NTC 负温度系数热敏电阻器。题目要求我们将电流产生电路的电流控制在0.1m A 。这里我们简

单的将

ref R 改成25k 。对于滤波电路，我们设计各个参数使得其截至频率在100Hz 左右，就

能滤掉1000HZ 的干扰信号；对于基准源，我们都用基本的连接方法，输出电压为2.5V ；对于稳压管，输出电压为恒定的5V ；对于串口连接，我们用到MAX232芯片其中一个接口，与单片机的RXD/TXD 连接传输数据。

关键词：温度传感器 AVR 串口显示

I ．电路分析

（1）

电流产生电路分析：

首先对于运放A1，由虚短和虚断，可知

111211

120

V V I

I ===

有：

1121221

O V V V R R --= 可解得：1121122=O V V V =

即第一个运放功能为将信号放大两倍。

对于运放A2,同理，有

212221

220

V V I

I ===

有:221O V V =可见，运放A2是一个电压跟随器。

又：24211234(

)2

REF O REF O O V V R V V V V R R -?+=+=+

11122O REF O V V V V ==+

故：

REF

R

两端分到的电压为

122R O REF REF O O REF V V V V V V V =-=+-=

由此可见：

REF

R

两端分压恒为基准电压

REF

V

，只要基准电压和

REF

R

的值不变，则

通过

REF

R

的电流REF REF V I R = 2.5

12.5mA k

==为恒定值，该电路的作用为产生恒定电流。

由于3233p n V V V ==，故Rline 和R6相当于并联，

66'1001R R I I Rline ==，故100'101

I I I =≈ 故可认为恒定电流I 都通过热敏电阻RTD 。

运放A3以及NTD 分析：

由叠加法分析，当31V 接地时，033131317100'6100R k V V V V R k

=-

=-=- 当32V 接地时，03323276100100''26100R R k k

V V V R k

++=

== 故0303033231'''2V V V V V =+=- …………………… ① 而32()'RTD V Rline R I =+? …………………… ②

31(2)'RTD V Rline R I =+? …………………… ③

将②和③代入①得03'RTD RTD V R I V =?=

即03V 为RTD 两端端电压，与Rline 的值无关，故Rline 不影响测温精度。

二阶有源低通滤波电路：

采用s 域模型 1011

11

O VF P V R R A V R +=

=…………………… ④ 92

1p A p V V V R sC -=

，即921A

p V V sR C =+…………………… ⑤ 对于A V 节点，应用KCL 可得 3189

()0o A A P A O V V V V

V V sC R R -----=…………⑥ 联立④⑤⑥得传递函数：

1289

20318282912891()1111[(1)]VF

o VF

A V C C R R A s V s A s C R C R C R C C R R ==+++-+=2

22

VF C

C C A w w s w Q

++

其中1289

1

C w C C R R =

为截止角频率，Q 为品质因数

若8R =9R =R ， 1C =2C =C

则传递函数化为2

03()1(3)()o VF

VF V A A s V A sCR sCR =

=+-+

1

C w RC =

，13VF

Q A =-

截止频率2C

C w f π

=

则2

2222

()VF C O

C C C C

A w A A s w w s w s w Q Q

==++++

用s=jw

代入上式得该滤波电路的幅频相应函数为：

()

1

20lg |

|20lg o

A jw A =

相位响应函数为：2

/()

()arctan

1()

C C

w w Q w w w ?=-- 由于温度变化不会很快，所以热敏电阻的电压的频率不会很大，该电路能滤掉高频干扰信号，取适当的电阻电容值就能实现功能，例如让品质因数Q ≈0.707，截止频率C f ≈100Hz, 频率大于C f 时幅频相应函数斜率为-40dB/十倍频程，即可滤掉1kHz 的干扰信号。

（2）

AD 转换器原理：输入电压首先与D/A 器输出电压2REF V 相比较，若2

REF O V

V ≥/2，比较器输出为1，若2

REF

O V V ≤

，比较结果存于数据寄存器的Dn-1位。移位寄存器的次高位置1，其他低位置0。如最高位已存1，则此时o V =34REF V 。于是1V 再与34REF V 相比较，如

134REF V V ≥，则次高位Dn-2存1，否则Dn-2=0；如最高位为0，则04REF

V V =/，与O

V 比较，如14REF V V ≥，则 Dn-2位存1，否则存0……。以此类推，逐次比较得到输出数字量。

由AD 转换原理可知：AD 输出的二进制数的值为：

22n n o RTD REF REF

V V

D V V =?

=?…………………… ⑦ （n 为AD 的位数）

REF

REF

V I R =

…………………… ⑧

'RTD RTD RTD V I R I R =?=?…………………… ⑨

由⑦⑧⑨得：22n

n RTD REF

RTD REF REF REF

R V R

D R V R ?=?

=??

由此可得：由AD 输出的数字信号与REF V 无关，当REF V 发生微小变化时，不会对输出数字信号产生影响，所以AD 转换器的基准源与电流产生电路使用同一个基准源有利于温度

测量的稳定。

II ．电路设计

依据所给电路进行适当改进：

1. 改变REF R 使电流产生电路的输出电流为0.1mA ；

2. 热敏电阻RTD 改为NTC ；

3. 运放A3正的输入端加上一个平衡电阻，使输出电压Vo3为更精确地等于热敏电阻两端

的电压；

4. 使用AVR 单片机的AD ，Vo 直接输入到单片机的PA0脚。 一、5V 稳压源的设计

该电路使用7805芯片，电源有12V 提供，输出一个稳定的电压Vout=5V 。

二、基准源REF V 的设计：

对给定的基准源，我们做出以下设计电路图，可得到基本稳定的2.5V 基准电压。

图中，Vbatt=5V ，R=1k ，故Vo=REF V =2.5V 。

三、电流产生电路设计：

把Rref 改成25k Ω，用20 k Ω和一个10 k Ω电位器的组成，调节电位器，使总电阻Rref=25 k Ω

由I ．电路分析可知，分在REF R 上的电压即为REF V ，我们所用基准源电压为2.5V ，故要当REF R =25k Ω时即滑动变阻器为5k Ω时能使I=0.1mA 。

四、NTC 的电路连接设计：

NTC 电路模块根据I ．电路分析可知，Vo3相对于地的电压即为NTC 两端的电压，输出能够表示温度传感器的电压值。

另外，对于运放A3，由于n 、p 两输入端的输入电阻相差较大，对于电路的放大作用会产生很大误差，为了平衡两输入端电阻，我们加一个平衡电阻Rb ：

（如下图:）

n端输入电阻：

67

67

50

n

R R

R

R R

?

==

+

K

而p端输入电阻为：1

p line

R R

=≈K

49

b n p

R R R

=-≈K 此处我们取Rb=51K

五、滤波电路的设计：

为得到较好的幅频相应波形，令品质因素Q=0.707。

放大倍数：1011

11

O

VF

P

V R R

A

V R

+

===

2033

1.594

33

+

=

品质因数：

1

3VF

Q A =

-≈0.707

为了滤掉1kHz 的干扰信号，取截止频率2C C w f π==RC

π21约为100Hz ，选电容C=1C =2C =0.33uF ，由

f

c

=

RC π21

算出R=4.85k Ω,取R=9R =8R =4.7k Ω 则截止频率:

1C w RC =

=31644.754.70.3310-=?? 2C C w f π==644.75102.672Hz π

=?

对于测温现场可能有1000HZ 的干扰信号，该滤波器的参数所能滤掉的信号频率为

102.67C f Hz =，频率大于C f 时幅频相应函数斜率为-40dB/十倍频程，可以滤掉1kHz 的干

扰信号。

以下是multism11对该滤波电路传递函数的仿真

由光标显示看出当频率为1kHz时输出幅度约为0Hz时的十分之一。

六、单片机串口电路设计

MAX32可接两个串口，我们这里只用到一个串口1。从T1out和R1in输入，从T1in 和R1out输出对应接入单片机的TXD和RXD接口。所接方法如图所示：

七、单片机外接电路设计

如图为单片机的外围电路。使用内部8MHz时钟，故未连外部晶振。连接RESET的为复位电路，RXD和TXD连接串口电路输出。VCC（电源正极）和AVCC（模拟信号正极）均连接5V稳压电源。AD输入我们使用PA0（ADC0）口。

AREF 为AD 参考电压，与电流产生电路使用同一个基准源，使信号转换不随基准源的变化而变化。

Ⅲ、实验结果

下面我们以一个特定的值来分析：

由以上电路连接我们可以测得NTC 两端的电压为：

Vntc=0.354

AD 的输入（即最后一个运放的输出）为：

Vo4=0.575

其比例40.575

1.620.354

O NTC V A V =

=≈ 与运算所得到的Af=1.59很接近。

在单片机里面的处理也将信号放大了两倍，故显示的电压值应该为Vo4的两倍。这里显示电压为1146Mv ，

1.146

1 1.990.575

A =

≈ 由此说明，实验所得到的数据与理论数据是符合的，电路连接及元件的使用时正确的。

从总体实验结果显示，我们所测量的温度已电压的形式显示出来，达到了一个较好的效果。但是，由于在相近的两个显示值之间电压值变化比较大，使得他的值在不断的波动。

误差分析：这是由于电路不稳定造成的，我们连接时将元件的位置放得太紧密，电路中可能存在不定的电容量或者电阻量，所以这种误差量的存在性更大，这需要对元件进行检查，并且对元件连接的各个电路检查。并将比较紧密的元件分散连接。

总体上我们的电路测量值能够反映温度的测量值，达到了所要求的温度测量目的。Ⅳ、实验程序的编写

程序我们用ICC AVR编写，用AVR STUDIO烧程序。对于整个程序的控制流程，可分以下模块：

设计要求是测得的代表温度变化的电压值通过单片机串口在计算机上用串口调试助手显示，传输速率9600bps，采样速率为2Hz，即每秒更新两次数据。

为了测量数据的精确性，我们取十次做一个平均再发送，使得程序输出的电压值更稳定。我们用Usart_PutChar（）函数发送字符，将测得的温度转换为各个为上的一个数，然后分贝发送到电脑上显示。对于要求控制在2HZ，我们使用中断，在程序中加入中断而不使用延迟，使得每循环一次的时间为0.5S，这样就很好的保证了频率的准确。

以下为附带程序：

#include

#include

//#include

#pragma interrupt_handler miao:9

//常量声明

#define BAUD 9600 //波特率设置值

#define F_CPU 8000000

//全局变量声明

unsigned int ADData; //AD转换获得的数据

//函数声明

void Port_Init(void); //端口初始化配置

void Usart_Init(void); //USART寄存器设置

void AD_Init(void); //A char cTXData); //字节发送函数

void Usart_PutString(unsigned char *pcString); // 字符串发送数据

unsigned int AD_GetData(void);//AD转换函数

void Timer_Init(void);

int num;

int main(void)

{ ADData=0;

num=0;

Port_Init();

Usart_Init();

AD_Init();

Timer_Init();

Usart_PutString("AD");

Usart_PutString("ADC0");

while(1);

}

void miao()

{

TCNT1H=0XF9;

TCNT1L=0XE3;

num++;

ADData=ADData+(int)((long)AD_GetData() * 5010 / 1024);

if(num==10)

{

num=0;

ADData=ADData/10; //单位为mv。

Usart_PutChar(ADData / 1000 + 0x30); //得到电压值的千位并发送

Usart_PutChar(ADData % 1000 / 100 + 0x30); //得到电压值的百位并发送

Usart_PutChar(ADData % 100 / 10 + 0x30); //得到电压值的十位并发送

Usart_PutChar(ADData % 10 + 0x30); //得到电压值的个位并发送

Usart_PutString("mV"); //发送电压符号"mV"

Usart_PutChar(0x0d); //

Usart_PutChar(0x0a); // AD值发送结束，回车换行

ADData=0;}

}

void Timer_Init()

{

TCCR1B=0X04;

TCNT1H=0XF9;

TCNT1L=0XE3;

TIMSK|=BIT(2);

SREG|=BIT(7);

}

//端口状态初始化设置函数

void Port_Init()

{

PORTA = 0X00;

DDRA = 0x00; //ADC通道设置为输入口，高阻态

}

//USART寄存器配置函数

void Usart_Init()

{

UCSRA = 0X00;

UCSRC |= (1<

UBRRL = (F_CPU / BAUD / 16 - 1) % 256; //波特率设置

UBRRH = (F_CPU / BAUD / 16 - 1) / 256;

UCSRB |= (1 << RXCIE) | (1 << RXEN) | (1 << TXEN); //发送使能

}

//字节发送函数

void Usart_PutChar(unsigned char cTXData)

{

while( !(UCSRA & (1 << UDRE)) ); //只有数据寄存器为空时才能发送数据

UDR = cTXData; //发送数据送USART I/O数据寄存器－UDR

}

//接收中断函数

ISR(USART_RXC_vect )

{

unsigned char Rev;

Rev = UDR; //从USART I/O数据寄存器－UDR中读出数据

Usart_PutChar(Rev); //将接收到的数据发送

}

void Usart_PutString(unsigned char *pcString)

{

while (*pcString)

{

Usart_PutChar(*pcString++);

}

Usart_PutChar(0x0D);

Usart_PutChar(0x0A); //结尾发送回车换行

}

//AD转换初始化函数

void AD_Init()

{

ADMUX |= (1 << REFS0); //ADC参考电压为AVcc，ADC结果右对齐，选择通道ADC0 ADCSRA |= (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1); //使能AD转换，ADC时钟分频}

//AD转换函数

unsigned int AD_GetData()

{

ADCSRA |= (1 << ADSC); //开始AD转换

while(!(ADCSRA & (1 << ADIF))); //等待转换完成

ADCSRA |= (1 << ADIF); //清零ADC中断标志位

return ADC; //返回ADC值

}

用热敏电阻测量温度

PB05210298 张晶晶 实验报告三 实验题目：用热敏电阻测量温度 实验原理： 1． 半导体热敏电阻的电阻——温度特性 某些金属氧化物半导体（如：Fe 3O 4、MgCr 2O 4等）的电阻与温度关系满足式（1）： T B T e R R ∞= （1） 式中R T 是温度T 时的热敏电阻阻值，R ∞是T 趋于无穷时热敏电阻的阻值，B 是热敏电阻的材料常数，T 为热力学温度。 金属的电阻与温度的关系满足（2）： )](1[1212t t a R R t t -+= （2） 式中a 是与金属材料温度特性有关的系数，R t1、R t2分别对应于温度t 1、t 2时的电阻值。 根据定义，电阻的温度系数可由式（3）来决定： dt dR R a t t 1= （3） R t 是在温度为t 时的电阻值，由图3.5.2-1（a ）可知，在R-t 曲线某一特定点作切线，便可求出该温度时的半导体电阻温度系数a 。 2． 惠斯通电桥的工作原理 半导体热敏电阻和金属电阻的阻值范围，一般在1～106 Ω,需要较精确测量时常用电桥法，惠斯通电桥是应用很广泛的一种仪器。 惠斯通电桥的原理，如图3.5.2-2（a ）所示。四个电阻R 0、R 1、R 2、R x 组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中R x 就是待测电阻。在四边形的一对对角A 和C 之间连接电源E ，而在另一对对角B 和D 之间接入检流计G 。当B 和D 两点电位相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。平衡时必有02 1 R R R R x = ，

R 1/R 2和R 0都已知，R x 即可求出。R 1/R 2称电桥的比例臂，由一个旋钮调节，它采用十进制固定值，共分0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000 七挡。R 0为标准可变电阻，由有四个旋钮的电阻箱组成，最小改变量为1Ω，保证结构有四位有效数字。 02 1 R R R R x 是在电桥平衡的条件下推导出来的。电桥是否平衡是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的。如实验中所用的张丝式检流计，其指针偏转一格所对应的电流约为10-6A ，当通过它的电流比10-7A 还小时，指针的偏转小于0.1格，就很难觉察出来。假设电桥在R 1/R 2=1时调到平衡，则有

基于热敏电阻的温度控制器设计

基于热敏电阻的温度控制器设计 王芬 电子信息学院测控技术与仪器1031班 摘要：介绍一种以单片机为核心的温度控制系统。该系统利用热敏电阻的阻值随温度的变化转化为频率的变化，再由单片机处理后显示温度值，并 实时处理。可以通过编程实现设置和显示温度的上下限和加热控制。测量 范围为10度到80度，适合用于空调机内部。 关键字：单片机、温度、控制系统、非线性、线性化 1 引言 在现实生活中，温度的监测和控制在纺织工业、林业、化工、各种军用、民用房以及气象和模拟人工气侯环境中等方面都有着广泛的应用。因此，能否有效地对这些领域的环境温度进行实时监测，是一个必须解决的重要课题目前，国际上新型温度测控系统从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，小型、低功耗、高可靠性、低成本的温度测控系统已经越来越受到关注，并广泛应用于工业控制和自动化测量系统中，给人们的生活带来了根本性的变化。基于其现实的诸多作用，设计了该温度控制器，也可在此基础上修改为其他非电量的测量系统。 2本系统工作原理 基于热敏电阻的温度控制器系统由前向通道、单片机、后向通道组成。前 向通道是单片机对被测控温度的输入通道，后向通道是单片机把处理后的数字 量进行传递、输出显示、控制和调节的通道。其结构框图如图1所示： 图1. 基于热敏电阻的温度控制器系统结构框图 3硬件的实现 3.1 温度传感器 温度传感器采用负温度系数的热敏电阻（NTC），NTC的温度系数大，价格低

廉，用此制造的测温、控温装置在科研、生产等方面使用非常广泛。但由于NTC 的温度特性存在严重的非线性，其非线性曲线图如图2所示。因此必须对系统进行线性化处理，线性化处理的方法很多。有硬件电路的互补法，软件上的最小二乘法等。下面文章将介绍一种新的方法。 图2：NTC 的非线性曲线图 通过观察由理想情况的测得的热敏电阻t R 和温度T 的多组数据，在Excel 上拟和出得出t R 与T 的曲线图，根据图形观察得到t R 和T 的表达式为: t a bT R c dT += + (1) 再通过C 语言编程计算出表达式中的系数a,b,c 和d 。再根据R/F 转换器中 1 0.7(2) t f C R R = + (2) 精确计算出参数C 和t R ，就能得到f 与T 的线性表达式。 T mf n =+ （3） （3）式中的系数m 和n 可通过（1）式和（2）式计算得到。 3.2 R/F 转换器 本系统的特点是用555定时器构成的多谐振荡器能产生矩形脉冲波，把NTC 电阻的变化直接转换为频率的变化，通过555的3脚接到单片机P3.4口定时/计数器0来对R/F 的脉冲计数，计数结果即为A/D 转换的结果。555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形成，它的振荡频率受电源和温度的变化的影响很小。这种方法省去了传统方法中的的放大电路，采样保持器，放大器，A/D 转换器，不论是在硬件电路还是在软件设计上都的到了简化。R/F 转换器的原理图如图3：

基于NTC热敏电阻的温度测量与控制系统设计(论文)

题目名称：基于NTC热敏电阻的温度测量与控 制系统设计 摘要：本系统由TL431精密基准电压，NTC热敏电阻(MF-55)的温度采集，A/D和D/A转换，单片机STC89C51为核心的最小控制系统，LCD1602的显示电路等构成。温度值的线性转换通过软件的插值方法实现。该系统能够测量范围为0~100℃，测量精度±1℃,并且能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够回调选定时刻的温度值，能计算并实时显示24小时内的平均温度、温度最大值、最小值、最大温差，且有越限报警功能。由于采用两个水泥电阻作为控温元件，更有效的增加了温度控制功能。 关键词： NTC TL431 温度线性转换 Abstract: The system is composed of TL431 as precise voltage,the temperature acauisition circuit with NTC thermistors (MF-55), the transform circuit of A/D and D/A, the core of the minimum control system with STC89C51, 1the display circuit usingLCD1602, etc. Get the temperature of the linear transformation by the software method. The range of the measure system is 0 ~ 100 ℃, measurement accuracy + 1 ℃.It can record 24 hours of each interval temperature by per 30 minutes selected of temperature.The time can be calculated and real-time display within 24 hours of the average temperature, maximum temperature and minimum temperature, maximum value, and each temperature sensor has more all the way limit alarm function. Due to the two cement resistance as temperature control components, the more effective increase the temperature control function. Keyword: NTC TL431 temperature linear conversion

热敏电阻测温电路设计

电子设计大赛论文 （B组） 热敏电阻测温电路设计 第三十组 K3队 组队成员：顾代辉黄龑罗程 2010年5月23日

摘要：科技发展，很多工业化的生产都需要温度测量，这使得温度测量仪器变成一个 很重要的东西。下面我们将题目所给的温度测量电路进行分析和改动设计。题目所给图是一个在工业场合的温度测量系统，采用RTD 电阻温度检测器。通过分析可知，ref R 两端分到的电压即为ref V ,Vo3输出的电压即为NTC 两段分到的电压。而要求我们设计的电路所用的是NTC 负温度系数热敏电阻器。题目要求我们将电流产生电路的电流控制在0.1m A 。这里我们简 单的将 ref R 改成25k 。对于滤波电路，我们设计各个参数使得其截至频率在100Hz 左右，就 能滤掉1000HZ 的干扰信号；对于基准源，我们都用基本的连接方法，输出电压为2.5V ；对于稳压管，输出电压为恒定的5V ；对于串口连接，我们用到MAX232芯片其中一个接口，与单片机的RXD/TXD 连接传输数据。 关键词：温度传感器 AVR 串口显示 I ．电路分析 （1） 电流产生电路分析： 首先对于运放A1，由虚短和虚断，可知 111211 120 V V I I === 有： 1121221 O V V V R R --= 可解得：1121122=O V V V = 即第一个运放功能为将信号放大两倍。 对于运放A2,同理，有 212221 220 V V I I === 有:221O V V =可见，运放A2是一个电压跟随器。

又：24211234( )2 REF O REF O O V V R V V V V R R -?+=+=+ 11122O REF O V V V V ==+ 故： REF R 两端分到的电压为 122R O REF REF O O REF V V V V V V V =-=+-= 由此可见： REF R 两端分压恒为基准电压 REF V ，只要基准电压和 REF R 的值不变，则 通过 REF R 的电流REF REF V I R = 2.5 12.5mA k ==为恒定值，该电路的作用为产生恒定电流。 由于3233p n V V V ==，故Rline 和R6相当于并联， 66'1001R R I I Rline ==，故100'101 I I I =≈ 故可认为恒定电流I 都通过热敏电阻RTD 。 运放A3以及NTD 分析： 由叠加法分析，当31V 接地时，033131317100'6100R k V V V V R k =- =-=- 当32V 接地时，03323276100100''26100R R k k V V V R k ++= == 故0303033231'''2V V V V V =+=- …………………… ① 而32()'RTD V Rline R I =+? …………………… ② 31(2)'RTD V Rline R I =+? …………………… ③

半导体热敏电阻温度测量的设计

信息与控制工程学院硬件课程设计说明书 设计题目 半导体热敏电阻测温仪表的设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职称： 起止日期：

信息与控制工程学院硬件课程设计说明书 课程设计任务书 一、设计题目：半导体热敏电阻测温仪表的设计 二、设计目的 1、掌握对电路板的设计流程及焊接技巧； 2、掌握C8051F410单片机体系结构及C语言程序设计方法； 3、掌握半导体热敏电阻的测温及热敏电阻测温过程的标定方法； 4、掌握利用Keil进行软件仿真及对可编程逻辑器件进行硬件下载的方法； 5、用Protel 软件进行电路图的绘制, 译码器及LED动态扫描显示驱动电路设计的方法。 三、设计任务及要求 要求学生设计出能够采集R25=10K的热敏电阻测温仪表，分析热敏电阻测温原理，能够通过软件将热敏电阻的阻值-温度特性转换出来，掌握热敏电阻测温过程的标定方法。 热敏电阻测温仪表具体设计指标： 1．输入信号：热敏电阻； 2．显示方法：LED数码管； 3．供电电源：220VAC； 4．测温误差：≤1℃。 四、设计时间及进度安排 设计时间共三周（2011.03.7～2011.03.25）,具体安排如下表： 周次设计内容设计时间 第一周1．学习C8051F410单片机体系结构及程序开发；2．设计半导体热敏电阻测温电路，并应用Protel画出其电路原理图。 第二周1．完成半导体热敏电阻测温系统的焊装和硬件调试； 2. 编写实验程序。 第三周1.整机调试； 2.撰写设计说明书； 3.答辩。

设计题目 五、指导教师评语及学生成绩 指导教师评语: 年月日成绩指导教师(签字):

基于热敏电阻的数字温度计设计

目录 1 课程设计的目的 (1) 2 课程设计的任务和要求 (1) 3 设计方案与论证 (1) 4 电路设计 (2) 4.1 温度测量电路 (3) 4.2 单片机最小系统 (6) 4.3 LED数码显示电路 (8) 5 系统软件设计 (9) 6 系统调试 (9) 7 总结 (11) 参考文献 (13) 附录1：总体电路原理图 (14) 附录2：元器件清单 (15) 附录3：实物图 (16) 附录4：源程序 (17)

1 课程设计的目的 （1）掌握单片机原理及应用课程所学的理论知识； （2）了解使用单片机设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题； （3）学习单片机仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧； （4）培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度； （5）锻炼自己的动手动脑能力，以提高理论联系实际的能力。 2 课程设计的任务和要求 （1）采用LED 数码管显示温度； （2）测量温度范围为-10℃~110℃； （3）测量精度误差小于0.5℃。 3 设计方案与论证 方案一：本方案主要是在温度检测部分利用了一款新型的温度检测芯片DS18B20，这个芯片大大简化了温度检测模块的设计，它无需A/D 转换，可直接将测得的温度值以二进制形式输出。该方案的原理框图如图3-1所示。 DS18B20是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件，它是单片结构，无需外加A/D 即可输出数字量，通讯采用单线制，同时该通讯线还可兼作电源线，即具有寄生电源模式。它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控 制系统。 图3-1 方案一系统框图 单片机 最小系统 数码 显示 温度传感器 DS18B20

热敏电阻测温电路

热敏电阻测温电路 热敏电阻测量电路 本测温控温电路适用于家用空调、电热取暖器、恒温箱、温床育苗、人工孵化、农牧科研等电热设备。其使用温度范围是0~50℃，测控温精度为±（0.2~0.5）℃. 2.2.1 原理电路 本测温控温电路由温度检测、显示、设定及控制等部分组成，见图2.2.1。图中D1~D4为单电源四运放器LM324的四个单独的运算放大器。RT1~RTn为PTC感温探头，其用量取决于被测对象的容积。 RP1用于对微安表调零，RP2用于调节D2的输出使微安表指满度。S 为转换开关。 图2.2.1 测温控温电路由RT检测到的温度信息，输入D1的反馈回路。该信息既作为D2的输入信号，经D2放大后通过微安表显示被测温度；又作为比较器D4的同相输入信号，与D3输出的设定基准信号，构成D4的差模输入电压。当被控对象的实际温度低于由RP3预设的温度时，RT的阻值较小，此时D4同相输入电压的绝对值小于反相输入电压的绝对值，于是D4输出为高电位，从而使晶体管V饱和导通，继电器K得电吸合常开触点JK，负载RL由市电供电，对被控物进行加热。当被控对象的实际温度升到预设值时， D4同相输入电压的绝对值大于反相输入电压的绝对值， D4的输出为低电位，从而导致V截止，K失电释放触点JK至常开，市电停止向RL供电，被控物进入恒温阶段。如此反复运行，达到预设的控温目的。2.2.2 主要元器件选择本测温控温电路选用PTC热敏电阻为感温

元件，该元件在0℃时的电阻值为264Ω，制作成温度传感器探测头，按图2.2.2线化处理后封装于护套内，其电阻-温度特性见图 2.2. 3. 图2.2.2 线化电路线化后的PTC热敏电阻感温探头具有良好的线性，其平均灵敏度达16Ω/℃左右。如果采用数模转换网络、与非门电路及数码显示器，替代本电路的微安表显示器，很容易实现远距离多点集中的遥测。继电器的选型取决于负载功率。为便于调节，RP1~RP4选用线性带锁紧机构的微调电位器。 2.2.3 安装与调试调试工作主要是调整指示器的零点和满度指示。先将S接通R0，调节RP1使微安表指零，于此同时，调节RP4使其阻值与RP1相同，以保持D1与D4的对称性。然后将S接通R1，调节RP2使微安表指满度。最后，按RT的标准阻-温曲线，将RP3调到与设定温度相应的阻值，即可投入使用。本测温控温电路适用于家用空调、电热取暖器、恒温箱、温床育苗、人工孵化、农牧科研等电热设备。其使用温度范围是0~50℃，测控温精度为±（0.2~0.5）℃. 图2.2.3 传感测头的标准阻-温特性

温度监测及报警电路(热敏电阻+LM324)

温度监测及报警电路（热敏电阻+LM324）姓名：_____孔亮______ 学号：____0928401116____ 一、元件介绍： 1、热敏电阻MF53-1：

2、LM324： LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，lm324原理图如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。lm324引脚图见图2。 图一图二由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。 3、LED——发光二极管 LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。 一般LED工作时，加10mA足以使之正常工作，故电阻值为V o/10mA，即为外加电阻的值，如+5V的电压下可以使用500欧姆的电阻。 二、设计原理： 检测电路采用热敏电阻RT(MF53-1)作为测温元件；采用LM324作比较电路；用发光二极管实现自动报警。 报警分三级：温度>20O C，一个灯亮； 温度>40O C，二个灯亮； 温度>60O C，三个灯亮。

热敏电阻测温电路的设计说明

课程题目：热敏电阻测温电路的设计院系：机电汽车工程学院 班级： 学生： 学号： 小组成员： 指导教师：

目录 一、设计目的、要求及方案选择-----------------------------------------------------(2) 1、设计目的---------------------------------------------------------------------------(2) 2、设计要求---------------------------------------------------------------------------(2) 3、设计方案的选择--------------------------------------------------------------------( 2) 二、硬件系统各模块电路的设计---------------------------------------------------（3） 1、单片机系统的设计---------------------------------------------------------------（3）1-1、AT89C51的简介及管脚功能---------------------------------------------(3) 1-1、AT89C51的最小系统介绍-----------------------------------------------(5) 2、基于MF58的NTC热敏电阻温度测量电路设计 ---------------------------（7） 2-1、MF58热敏电阻的介绍---------------------------------------------------(8) 2-2、温度测量电路的设计----------------------------------------------------(10) 3、LED数码管显示电路的设计---------------------------------------------------(11) 3-1、显示电路驱动系统的设计

热敏电阻温度测量电路

热敏电阻温度测量电路 下图是温度在0~50℃范围的测量电路。当温度为0℃时输出电压是0V ，温度为50℃时是5V 。他可以与电压表链接来测量温度，也可以连接AD 转换器变换为数字量，利用计算机之类进行测量。 1、工作原理 该电路由检测温度的热敏电阻和1个运算放大器电路，以及将0~50℃的温度信息变换为0~5V 电压的2个运算放大器电路构成。 热敏电阻检测温度时，利用热敏电阻TH R 与电阻3R 分压后的电压作为检测电压进行处理，在这里是利用运算放大器1OP 的电压跟随器电路提取的。输出电压的极性为正，随着温度的上升，热敏电阻的电阻值降低，所以输出电压也下降。 检出的信号加在1OP 和电阻~4R 7R 构成的差动放大电路的正输入端上，而加在负输入端上的是由8R 、9R 、1VR 对5V 分压后的电压，这部分是电压调整电路，可以在温度为0℃时将1OP 的输出电压调整为0V ，这样就可以输出与温度上升成比例的负电压。 2OP 的输出加在由3OP 构成的反转放大电路上被放大，放大倍数为—10211/)(R VR R +倍。调整2VR 可以使温度达50℃时3OP 的输出电压为+5V 。 通过调整1VR 和2VR ，可以在0℃时得到0V 的输出电压，50℃时得到5V 的输出电压，使输出电压与温度成比例。 2、设计 （1）温度测量范围以及输出电压、电源电压的确定：设定温度测量范围为0~50℃，这时的输出电压是0~5V 。电路使用的电源为±15V ，基准电压为5V 。 （2）热敏电阻和运算放大器的选定：这里使用NTC 型热敏电阻，选用25℃的电阻值为10K Ω，误差在±1%以内的NTH4G39A 103F02型，这种热敏电阻的常数为B=3900。 (3)补偿电阻3R 的确定：电阻3R 的作用是当热敏电阻的温度变化时，将相对应的输出电压的变化线性化。设线性化的温度范围是0~50℃，，那么补偿电阻3 R

热敏电阻及测温系统课程设计

热敏电阻及测温系统课程设计

目录 1、总体设计 (1) 1.1 课设任务 (1) 1.2 小组成员及分工 (1) 1.2.1 小组成员组成 (1) 1.2.2 组员分工 (1) 1.3 总体设计方案 (1) 2、硬件设计 (3) 2.1 热敏电阻温度传感器 (3) 2.2 A/D转换器 (3) 2.2.1 AD0809简介 (3) 2.2.2 基于AD0809的数模转换电路4 2.2.3 模数转换单元电路的设计 (4) 2.3 LED数码管显示原理 (5) 2.4 AT89S52单片机 (6) 3 软件设计 (9) 3.1 模数转换 (9) 3.2数码显示 (10) 4、仿真及计算 (11) 4.1 实验步骤 (11) 4.2利用MATLAB对实验数据进行处理 (11) 4.3 仿真公式 (14) 4.4 结果分析 (14) 5、心得体会 (16) 6、参考文献 (17) 附录 (18)

1、总体设计 1.1 课设任务 1．了解热敏电阻的工作原理； 2．掌握热敏电阻调理电路和AD转换； 3．了解非线性特性和其校正方式； 4．使用单片机读取转换值并显示。 本课程设计使用热敏电阻为传感器，结合后端处理电路和AD转换器，并用AT89C51单片机获取数据，测得温度数码管显示出来。 1.2 小组成员及分工 1.2.1 小组成员组成 组长：黄波 组员：华林峰、黄奔涛、柯良 1.2.2 组员分工 当我们拿到这个课题“热敏电阻及温度测试系统”后，首先全组人员开了一个小的讨论会，大家都提出了自己的想法，然后根据课程设计的任务要求进行了明确的分工：组长黄波负责系统的总体的设计和程序的编写；黄奔涛主要负责上网查找相关热敏电阻传感器和AD0809数模转换器的工作原理；华林峰负责对设计过程中实验数据的记录并利用MATLAB软件对实验数据进行处理；柯良则负责文字的处理，撰写课程设计报告；然后，大家一起对热敏电阻调理电路和AD转换进行学习研究，并进行软件的调试；最终实现了课程设计的任务要求，达到了胥老师所预期的结果及“热敏电阻传感器将采集到的电压信号经过 AD0809模数转换器将模拟信号转换为数字信号并在单片机上显示当前的温度值。 1.3 总体设计方案 图1-1 设计方案图 首先通过热敏电阻进行温度采集，然后利用AD0809芯片进行A/D模数转换，再经过AT89C51芯片进行处理，最后通过LED数码管显示温度。

基于单片机的热敏电阻测温系统设计

第1章绪论 1.1 热敏电阻 热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件。热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。 1.2 工作原理 负温度系数热敏电阻主要材料有氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子数目少，电阻较高；温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。负温度系数热敏电阻类型很多，使用区分低温（-60～300℃）、中温（300～600℃）、高温（>600℃）三种。 1.3 热敏电阻的特点 1.灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化； 2.工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃； 3.体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度； 4.使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择； 5.易加工成复杂的形状，可大批量生产； 6.稳定性好、过载能力强。 精选

基于热敏电阻的测温控制系统设计

课程设计报告 课程名称：传感器课程设计 系别：机电工程系 专业班级：自动化1101班 学号： 1109101022 姓名：霍明科 课程题目：基于热敏电阻的测温控制系统设计 完成日期： 2013年11月20日 指导老师： 2013年11月20日

课程设计目的 1.采用了AT89C52单片机、NTC热敏电阻、共阴极数码管显示、电容、排阻、晶振、电阻等元器件。可以通过数码管直观地显示出当前温度值。 2.进一步掌握NTC热敏电阻器件的使用方法，和器件的性能。 课程设计要求（1）设计并制作一个基于NTC热敏电阻的温度测量与控制系统：（2）测温范围：2—42摄氏度； （3）测量精度±1℃； （4）要求能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够用数码管回调选定时刻的温度值。 （5）为每一路温度传感器设计越限报警功能。当某路传感器温度超越设定的温度上下阀值时，即产生相应的声光报警信号并显示该传感器的温度值，直至温度回到门限内（要求具有1℃的回差）或通过控制键解除警报。 （6）设计 课程设计注意事项 1.该热敏电阻测温系统测量温度在2-42摄氏度范围内，超出范围则无效，主要用于室内测温。 2.该热敏电阻测温系统能显示温度数据和温度单位符号，但是只能显示温度数据的整数部分，所以不能用于高精度的温度测量。 3.该热敏电阻测温系统所接电源为5V，切记不可接12V等电源，以免烧坏单片机。 4.设计设备时，请进行ntc热敏电阻贴装评估试验，确认无异常后再使用。

课程设计内容 基于热敏电阻的测温控制系统设计中，主要应用了单片机作为控制器，用NTC热敏电阻制作的温度传感器实现温度变化但电压变化后再通过放大器后通过AD转换在将数据送入单片机处理后用LED显示出来实现温度测量。并可利用单片机控制蜂鸣器发生报警信号。该系统使用单片机开发作为控制系统，而将温度传感器和其他器件制作在另外一个板子上，工作时，可将俩个板子连在一块使用。由于单片机上已有按键，LED显示器，蜂鸣器和AD等。所以可以满足系统控制的要求，单片机可以用USB供电，另外一个可以用实验室的直流电源作为供电元件。 课程设计简要操作步骤1.学习基本版电路的画法，连接和使用方法，熟悉实验室的环境。 2.通过电脑以及其他有关书籍了解AT89C52单片机的工作原理及引脚的功能和使用方法，并且连接器电路图。 3.分析热敏电阻的工作原理，选取热敏电阻的型号，画出热敏电阻的测温原理电路图。 4.计算热敏电阻的阻值(R=V*R1(5-V)),通过查表，阻值与温度之间的关系。可以得到此时外界的阻值。 5.用仿真软件画出硬件电路和AD转换电路图，并且检测。如检测正常运行，连接其对应的实物图。 6.编写C语言程序，并且通过电脑将程序送入单片机中。 7.接通电源，分析结果，排除故障，记录数据。

用热敏电阻测量温度

3.5.2 用热敏电阻测量温度 （本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》） 热敏电阻是由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成的元件。与一般常用的金属电阻相比，它有大得多的电阻温度系数值。根据所具有电阻温度系数的不同，热敏电阻可分三类：1．正电阻温度系数热敏电阻；2．临界电阻温度系数热敏电阻；3．普通负电阻温度系数热敏电阻。前两类的电阻急变区的温度范围窄，故适宜用在特定温度范围作为控制和报警的传感器。第三类在温度测量领域应用较广，是本实验所用的热敏元件。热敏电阻作为温度传感器具有用料省、成本低、体积小、结构简易，电阻温度系数绝对值大等优点，可以简便灵敏地测量微小温度的变化。我国有关科研单位还研制出可测量从-260℃低温直到900℃高温的一系列不同类型的热敏电阻传感器，在人造地球卫星和其他有关宇航技术、深海探测以及科学研究等众多领域得到广泛的应用。本实验旨在了解热敏电阻-温度特性和测温原理，掌握惠斯通电桥的原理和使用方法。学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。 实验原理 1． 半导体热敏电阻的电阻——温度特性 某些金属氧化物半导体（如：Fe 3O 4、MgCr 2O 4等）的电阻与温度关系满足式（1）： T B T e R R ∞= （1） 式中R T 是温度T 时的热敏电阻阻值，R ∞是T 趋于无穷时热敏电阻的阻值，B 是热敏电阻的材 料常数，T 为热力学温度。 金属的电阻与温度的关系满足（2）： )](1[1212t t a R R t t -+= （2） 式中a 是与金属材料温度特性有关的系数，R t1、R t2分别对应于温度t 1、t 2时的电阻值。 根据定义，电阻的温度系数可由式（3）来决定： dt dR R a t t 1= （3） R t 是在温度为t 时的电阻值，由图3.5.2-1（a ）可知，在R-t 曲线某一特定点作切线，便可求出该温度时的半导体电阻温度系数a 。 由式（1）和式（2）及图3.5.2-1可知，热敏电阻的电阻-温度特性与金属的电阻-温度特性比较，有三个特点： （1） 热敏电阻的电阻-温度特性是非线性的（呈指数下降），而金属的电阻-温度特性是线性的。

热敏电阻测量温度(已批阅)

少年班 系 06 级 学号 PB06000680 姓名 张力 日期 2007-4-28 实验题目：热敏电阻测量温度 实验目的：了解热敏电阻的电阻-温度特性和测温原理，掌握惠斯通电桥的原理和使用方法，学习坐标、曲 线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。 实验原理：1、半导体热敏电阻的电阻-温度特性 对于某些金属氧化物：T B T e R R ∞=，B 为材料常数； 对于金属电阻)](1[1212t t a R R t t -+=，定义其中的dt dR R a t t 1=为温度系数； 两种情况分别图示如下： 两者比较，热敏电阻的电阻和温度是呈非线性的，而金属氧化物的是线性；热敏电阻的温 度系数为负，金属的温度系数为正；热敏电阻对温度变化反应更灵敏。这些差异的产生是因为当温度升高时，原子运动加剧，对金属中自由电子的运动有阻碍作用，故金属的电阻随温度的升高而呈线性缓慢增加；而在半导体中是靠空穴导电，当温度升高时，电子运动更频繁，产生更多的空穴，从而促进导电。 2、惠斯通电桥的工作原理 原理图如右图所示： 若G 中检流为0，则B 和D 等势，故此时02 1R R R R x = ，在 检流计的灵敏度范围内得到R x 的值。

少年班 系 06 级 学号 PB06000680 姓名 张力 日期 2007-4-28 实验内容： 1、按图3.5.2-3接线，先将调压器输出调为零，测室温下的热敏电阻阻值，注意选择惠斯通电桥合适的量 程。先调电桥至平衡得R 0，改变R 0为R 0+ΔR 0，使检流计偏转一格，求出电桥灵敏度；再将R 0改变为R 0-ΔR 0，使检流计反方向偏转一格，求电桥灵敏度。求两次的平均值 2、 调节变压器输出进行加温，从25℃开始每隔5℃测量一次R t ，直到85℃。换水，再用9V 电压和3V 电 压外接电表进行测量，然后绘制出热敏电阻的R t -t 特性曲线。在t=50℃的点作切线，由式（3）求出该点切线的斜率dt dR 及电阻温度系数α。 3、作T R t 1}ln{-曲线，确定式（1）中的常数R ∞和B ，再由式（3）求α（50℃时）。 2 1T B dt dR R t t - == α 1． 比较式（3）和（5）两个结果，试解释那种方法求出的材料常数B 和电阻温度系数α更准确。 实验数据： 实验中，由于时间关系，只测量了内接检流计的情况：

单片机课设 热敏电阻测温系统

前言 近年来，我国工业现代化的进程和电子信息产业连续的高速增长，带动了传感器市场的快速上升。温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40%以上。温度传感器是利用NTC的阻值随温度变化的特性，将非电学的物理量转换为电学量，从而可以进行温度精确测量与自动控制的半导体器件。温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类：接触式和非接触式。接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触，使两者进行充分的热交换而达到同一温度。这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。非接触式温度传感器无需与被测介质接触，而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器，以达到测温的目的。这一类传感器主要有红外测温传感器。这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度 热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。热敏电阻在两条线上测量的是绝对温度，有较好的精度，但它比热偶贵，可测温度范围也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ，每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变化。注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的 0.05℃误差。它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的，但必须注意防止自热误差。热敏电阻还有其自身的测量技巧。热敏电阻体积小是优点，它能很快稳定，不会造成热负载。不过也因此很不结实，大电流会造成自热。由于热敏电阻是一种电阻性器件，任何电流源都会在其上因功率而造成发热。功率等于电流平方与电阻的积。因此要使用小的电流源。如果热敏电阻暴露在高热中，将导致永久性的损坏。

热敏电阻温度对照表

NTC熱敏電阻R/T對照表型號: mfh103-3950 T(℃)R(KΩ)T(℃)R(KΩ)T(℃) R(KΩ) -20.0 95.337020.5 12.213861.0 2.3820 -19.5 92.655921.0 11.942561.5 2.3394 -19.0 90.058021.5 11.677862.0 2.2977 -18.5 87.540622.0 11.419862.5 2.2568 -18.0 85.100922.5 11.168163.0 2.2167 -17.5 82.736423.0 10.922763.5 2.1775 -17.0 80.444523.5 10.683464.0 2.1390 -16.5 78.222724.0 10.449964.5 2.1013 -16.0 76.068924.5 10.222265.0 2.0644 -15.5 73.980625.0 10.000065.5 2.0282 -15.0 71.955825.5 9.783366.0 1.9928 -14.5 69.992326.0 9.571866.5 1.9580 -14.0 68.088126.5 9.365567.0 1.9240 -13.5 66.241227.0 9.164267.5 1.8906 -13.0 64.449927.5 8.967768.0 1.8579 -12.5 62.712228.0 8.776068.5 1.8258 -12.0 61.026428.5 8.588969.0 1.7944 -11.5 59.390829.0 8.406369.5 1.7636 -11.0 57.803829.5 8.228170.0 1.7334 -10.5 56.263930.0 8.054170.5 1.7037 -10.0 54.769430.5 7.884271.0 1.6747 -9.5 53.318931.0 7.718471.5 1.6462 -9.0 51.911131.5 7.556572.0 1.6183 -8.5 50.544532.0 7.398572.5 1.5910 -8.0 49.217832.5 7.244273.0 1.5641 -7.5 47.929833.0 7.093573.5 1.5378 -7.0 46.679233.5 6.946374.0 1.5120 -6.5 45.464934.0 6.802674.5 1.4867 -6.0 44.285634.5 6.662275.0 1.4619 -5.5 43.140335.0 6.525175.5 1.4375 -5.0 42.027935.5 6.391276.0 1.4136 -4.5 40.947436.0 6.260476.5 1.3902 -4.0 39.897836.5 6.132677.0 1.3672 -3.5 38.878037.0 6.007777.5 1.3447 -3.0 37.887337.5 5.885878.0 1.3225

用热敏电阻测量温度试验

用热敏电阻测量温度试 验 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

物理实验报告 实验一 一、实验题目：用热敏电阻测量温度 二、实验目的：了解热敏电阻-温度特性和测温原理，掌握惠斯通电桥的原理和使用方法。学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。 三、实验原理：（1）半导体热敏电阻的电阻——温度特性 某些金属氧化物半导体（如：Fe 3O 4、MgCr 2O 4等）的电阻与温度关系满足 式（1）： T B T e R R ∞= （1） 式中R T 是温度T 时的热敏电阻阻值，R ∞是T 趋于无穷时热敏电阻的阻值，B 是热敏电阻的材料常数，T 为热力学温度。 两边取对数得; ∞+= R T B ln lnR T (2) 可以通过做T lnR － T 1 曲线，将曲线改直。 根据定义，电阻的温度系数可由式（3）来决定： dt dR R a t t 1= (3) 故在R-t 曲线某一特定点作切线，便可求出该温度时的半导体电阻温度系数a 。 （2）惠斯通电桥的工作原理 在电桥平衡下可推导出来：02 1 R R R R x = 当电桥平衡时检流计无偏转。实验时电桥调到R 1/R 2=1则有R x =R 0。电桥灵敏度S 为： x x R R n S /??= （4）

式中ΔR x 指的是在电桥平衡后R x 的微小改变量（实际上待测电阻R x 若不能改变，可通过改变标准电阻R 0来测电桥灵敏度），Δn 越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。 （3）实验装置图： 四、实验器材：半导体热敏电阻、检流计、惠斯通电桥、电炉、温度计 五、实验步骤：（1）按图3.5.2-3接线，先将调压器输出调为零，测室温下的热敏电 阻阻值，注意选择惠斯通电桥合适的量程。先调电桥至平衡得R 0，改变R 0为R 0+ΔR 0，使检流计偏转一格，求出电桥灵敏度；再将R 0改变为R 0-ΔR 0，使检流计反方向偏转一格，求电桥灵敏度（因为人工所调平衡可能存在误差，而正反测量以后可以减小这种误差） （2）调节变压器输出进行加温，从15℃开始每隔5℃测量一次R t ，直到 85℃。撤去电炉，使水温慢冷却，测量降温过程中，各对应温度点的R t 。求升温和降温时的各R 的平均值，然后绘制出热敏电阻的R t -t 特性曲线 七、实验数据分析 （1）t R t -特性曲线 Data: Data1_B Model: Boltzmann Equation: Weighting: y No weighting

热敏电阻测温课程设计课案

微机接口技术课程设计报告 课题名称：基于微机的热敏电阻测温系统 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 组员： XSL CCB SJT HW GP 指导老师： 日期：2016年7月5日

目录 1．课程设计任务书--------------------------------------1 2．报告正文--------------------------------------------1 2.1 前言------------------------------------------1 2.2 任务分析与方案设计------------------------------2 2.3 主要元器件及其说明------------------------------4 2.4 系统设计及仿真----------------------------------7 2.5 接口电路板制作----------------------------------12 2.6 系统联机调试------------------------------------18 3. 心得体会--------------------------------------------20 4. 参考文献--------------------------------------------21 5. 附录------------------------------------------------22

1.课程设计任务书 一、任务要求 基于8086最小系统在Proteus软件中设计温度测量的控制系统，编制汇编程序实现利用热敏电阻和数码管测量并显示实际温度值的系统仿真。完成热敏电阻信号采集及电压转换接口电路板的焊接制作。利用Dais微机实验箱组建微机硬件电路、连接接口电路板、调试汇编程序，达到实时测量、显示实际温度的目的。 二、技术要求 1、测量温度范围：20℃～80℃，精确到个位； 2、温度显示要稳定并准确，不能闪烁或杂乱跳动； 为此，需要学习proteus软件、AD转换原理、元器件识别和电路焊接等关键技术。 proteus软件学习和使用及编程由徐顺浪负责，元器件识别和硬件焊接用陈财斌负责，AD转换原理的学习由沈江婷负责，实验箱的研究和搭建由胡雯和郭飘负责。 2.报告正文 2.1 前言 微机原理是一门专业基础课程，它的主要内容包括微型计算机体系结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言设计以及微型计算机各个组成部分介绍等内容。要求学生对微机原理中的基本概念有较深入的了解，能够系统地掌握微型计算机的结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言程序设计方法、微机系统的接口电路设计及编程方法等，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 本次热敏电阻测温放大电路PCB板课程设计采用汇编语言程序编写，要求设计者具备微机原理的理论知识和实践能力。微机原理和接口技术是一门实践性强的学科，不但要求有较高的理论水平，而且还要求有实际的动手能力。本课程设