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本文在總結(jié)前人研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)傳感器理論及其在溫度測(cè)量方面的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。為了解決現(xiàn)有熱電偶溫度傳感器中存在的低精度、低靈敏度、信號(hào)提取困難、高成本、通信困難等缺點(diǎn)，提出了一種可行性的具有高精度、小體積、多功能、智能化的熱電偶傳感器的設(shè)計(jì)方案。詳細(xì)介紹了硬件和軟件部分的設(shè)計(jì)過(guò)程，并根據(jù)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題提出了自己的解決方法。
為了降低設(shè)計(jì)成本，本文采用高性價(jià)比的C8051F350作為下位機(jī)的主控芯片。C8051F350內(nèi)集成了實(shí)現(xiàn)溫度采集和處理的大部分硬件，簡(jiǎn)化了硬件電路設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)的功耗。系統(tǒng)集成了無(wú)線收發(fā)電路模塊，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線通信功能。排版設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了整個(gè)系統(tǒng)的電磁兼容性，優(yōu)化了布線方案，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。
本文以簡(jiǎn)單的模塊化的硬件電路為依托，采用較為完善的軟件程序設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱電偶變送器的高精度和智能化等功能。軟件編程時(shí)，采用了數(shù)字濾波算法、非線性自校正技術(shù)、溫度自動(dòng)補(bǔ)償算法等方法對(duì)采集的溫度進(jìn)行處理、修正和補(bǔ)償，不僅有效減弱甚至清除了各種外界和內(nèi)部的干擾，而且提高了系統(tǒng)的精度和數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度。系統(tǒng)故障診斷的功能設(shè)計(jì)保證了系統(tǒng)工作的可靠性。文中串行通信和上位機(jī)控制界面的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
本文利用Visual Basic軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)顯示界面，通過(guò)人工操作可以讀取智能變送器地址、型號(hào)、通信波特率，并可以設(shè)置智能壓力變送器配置參數(shù)，顯示采集的數(shù)據(jù)、故障信息等功能。
本文對(duì)硬件和軟件的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)的仿真和調(diào)試驗(yàn)證。通過(guò)Multisim軟件仿真供電電路，得出合適的配置方案；經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，得出了無(wú)線通信的額定傳輸距離；通過(guò)對(duì)程序的多次調(diào)試實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送以及對(duì)傳感器的信息配置。
