远距离温度检测系统设计

 2022-01-28 10:01

论文总字数:22627字

摘 要

温度作为一个物理量存在于国际单位制中,被称为七个基本的物理量之一,它是日常生活,工业生产,以及农业生产当中最基本的一个参数。温度的检测对于我们日常的生产生活影响重大,在各个领域内,对温度的把控也是极其重要的。例如,太阳能热水器的制造和使用,反季节蔬菜花朵的养殖培育,有色金属的冶炼过程,新生儿的恒温箱的使用等。因此,对于温度的实时测量是加快人们生活水平的提高和加快科技工业发展的重要的一环。通过对温度的测量,得到最新的数据,可以人们更快更有效的进行相关的措施,以使环境朝着对自己有利的方向变化。在实际的生活生产中比较普遍的例子就是反季节蔬菜的培植。通过温度的检测,并对大棚内采取适当地措施提高蔬菜的产量,提高收益。

本次设计的远距离温度检测系统的主干结构是通过多个AD590温度传感器将环境温度转化成电流信号,之后将收集到的电流信号通过OP07差动放大器转换成电压信号并进行一定程度的放大,最后将经过处理的的电压信号送到AD7506多路模拟开关,再将数据传输到数据采集卡上进行处理。通过选通控制的方式选择接受哪个传感器,然后把得到的数据信息通过A/D转换,转换成需要的数据。

关键词:AD590温度传感器,OP07运算放大器,AD7506多路模拟开关,USB1712数据采集卡

REMOTE TEMPERAURE DETECTION SYSTEM

Abstract

Temperature as a physical presence in the international system of units, known as one of the seven fundamental physical quantity, it is the among the most basic parameters in daily life, industrial and agricultural production . Detecting the temperature have great influence in our daily production and life.For example, the manufacture and use of solar water heaters, in-season vegetables and flowers farming cultivation, non-ferrous metal smelting process, the use of newborn incubators, etc. Therefore, for real-time measurement of temperature is an important part to accelerate the improvement of people's living standards and accelerate the industrial development of science and technology.Getting the latest data by measuring the temperature,can be faster and more efficient for related measures to make the environment to their advantage in the direction toward change.In real life production of the more common example is the anti-season vegetable cultivation.By detecting the temperature inside the greenhouse and to take appropriate measures to increase production of vegetables and increase profitability.

The main structure of remote temperature detection system designed by a plurality of temperature sensors AD590 ambient temperature is converted to a current signal, and then through the differential amplifier OP07 will the current signal into voltage signal and appropriate amplification, the last thing would be to get voltage signal sent to AD7506 multiway switch,then the data is transmitted to the data acquisition card processing.By strobe control mode selection acceptance which sensor to use.Then the data obtained by the A / D conversion, converting the data into the required data.

KEY WORDS: AD590temperature sensor, OP07amplifier, AD7506multiplex, USB1712data acquisition card

第一章 引言 1

1.1温度测量的方法简介 1

1.1.1膨胀式测温方法 2

1.1.2电量式测温方法 2

1.1.3激光干涉测温方法 3

1.1.4光谱测温方法 4

1.1.5辐射式测温方法 5

1.1.6接触式光电、热色测温方法 6

1.1.7声波、微波测温方法 7

1.2温度测量技术近年来的发展重点 7

1.2.1薄膜温度传感器 8

1.2.2辐射测温技术 8

1.2.3温度传感器保护套管材料 9

1.2.4光纤测温技术 9

1.2.5热电偶材料性能的提高 10

1.3远距离温度检测对人们生产生活的意义 10

第二章 远距离温度检测系统总体设计 11

2.1远距离温度检测系统设计要求 11

2.2远距离温度检测系统设计 11

2.3系统设计可行性评估 12

第三章 远距离温度检测系统硬件的设计 13

3.1 OP07运算放大器简介 13

3.2 AD590温度传感器 13

3.3 将AD590温度传感器的电流信号转化成电压信号放大电路 15

3.4 AD7506多路模拟开关 16

3.5 USB-1712数据采集卡 17

第四章 远距离温度检测系统软件功能实现 18

4.1 USB-1712的I/O口输出控制多路开关 18

4.2 A/D转换 18

4.2.1双积分法 19

4.2.2逐次逼近法 19

4.3数据滤波 20

4.3.1中值滤波 21

4.3.2去极值平均滤波 21

4.3.3算术平均滤波 21

4.3.4程序判别滤波 21

4.4非线性校正及标度变换 22

4.4.1非线性校正 22

4.4.2标度变换 23

第五章 总结 24

5.1研究结果总结 24

5.2本次设计的自我反思与总结 25

致谢 26

参考文献(References) 27

第一章 引言

1.1温度测量的方法简介

温度是国际单位制中七个基本的物理量之一,用来表征物体的冷热程度,人类的生活、工农业生产和科学研究与温度都有着紧密的联系,所以对温度进行测量是十分必要的[1]。伴随着人类社会的发展和进步,温度测量的方式发生了日新月异的变化,也有了长足的发展。

温度测量的方法多种多样,想根据其原理或者使用环境进行没有疏漏的分类方法不是非常实际,因为温度的测量存在着诸多原理,方式也各异。图1给出了一种根据温度测量的原理进行分类的方法,包含了当前温度测量的一些常用的原理和理论,现在所使用的温度测量方法基本都是从这些方法的原理中发展起来的。如图1.1所示。

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