1、熱敏電阻溫度計設計報告實驗技能競賽小組隊名:一定隊成員:鄧國健黃康烔黃維聰黃祥煒虞君權 2014 年4月20日一、熱敏電阻的物理特性：熱敏電阻是用一種對溫度極為敏感的半導體材料制成的非線性敏感器件。熱敏電阻按其溫度系數分類，可分為正溫度系數和負溫度系數兩大類。本次制作所用的是負溫度系數的熱敏電阻，在一定范圍內，其阻值隨外界溫度升高而下降。在一定溫度范圍內，半導體的電阻率和絕對溫度T之間的關系可按下式表示;具歐姆定律，一定材料做成的熱敏電阻電阻值與溫度關系如下：將式子兩邊取對數，即可得到直線方程：因此，可以通過測量一系列不同溫度下對應的阻值，可以求出實驗所用的熱敏電阻的參數，這樣就可以通過測阻值

2、測量溫度.二、求取熱敏電阻參數：通過測量和計算，我們得到下表：根據表格,利用Excel做出以下圖表：利用軟件可以求得溫度與電阻的關系式為：LnRx=3999（1/T）-4.184這個式子就是測量溫度的依據。惠斯通電橋：電橋是一種精密的電學儀器，可以用來測量電阻，電容，電感等。惠斯通電橋原理圖如下：R1、R2、R3是阻值為可調的標準電阻，R1、R2是比率臂，R3是比較臂，Rx是待測電阻，通過B、D間串聯檢流計可以檢測電橋是否平衡，調節R1、R2設定電橋比率。然后調節R3使檢流計電流為零，此時電橋處于平衡狀態，有I1=Ix,I2=I3由歐姆定理得I1R1=I2R2 IxRx=I3R2解得Rx=R1

3、R2R3這樣就可以算出電阻值，但如何將求取電阻的過程，交由單片機測量呢，經過分析，我們組采用不平衡電橋進行測量。其具體工作如下:電橋不平衡時，電橋的BD之間會有一個不平衡電壓輸出，其電壓大小可用式子Uo=Vcc*R3/(R1+R3)-Vcc*Rx/(R2+Rx)，因此，可以通過電壓信號求得電阻值。依據熱敏電阻阻值情況，我們設計了如下電橋：根據這個電路，我們可以算出Uo跟電阻的關系：Rx=(82.5-33U0)/(2.5+U0)。有了這兩個公式，就可以設計溫度計了：三、熱敏溫度計設計主要思路設計過程：1、為保證電橋電壓及AD轉換的基準電壓穩定，設計對電橋及DA芯片進行獨立供電，以下為我們設計的電

4、源及基準電壓電路，主電路采用負載能力為1A的LM7805芯片進行供電，二電橋及DA芯片功耗并不大，因此采用lm78L05進行供電。2、由于電橋輸出最大電壓為2.5V,為提高DA轉換的精度，先對電壓進行放大，設計采用差分電路，對Uo進行兩倍的放大，為了減少采集對電橋的影響，差分電路采用高輸入阻抗設計，小電容C24，C25，C26.可以去除電路的抖動雜波. 3、采用常用的AD轉換芯片ADC0832將模擬信號U0轉換為數字信號，供給MCU 進行數據處理。電橋測量和電壓采集部分=4、通過STC89C51單片機進行數據處理，采用4位共陽數碼管進行溫度顯示數據處理和顯示下面是89C51進行數據處理程序設計

5、#include<reg52.h>#include<math.h>#define _Lna 4.1847 /熱敏電阻的兩個系數 -Lna和B#define B 3989.1 /這兩個系數用實驗的方法測算出來sbit CS=P37; sbit CLK=P35; sbit DIO=P36; /ADC0832端口引腳定義unsigned char code num=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /共陽數碼管，數字0-9段選/*延時函數*/void delayms(uint z) uint x,y; for

6、(x=z;x>0;x-) for(y=148;y>0;y-) ;/*數碼管顯示函數*/void SMG_display(float k) unsigned char i; int n; n=10*k; i=n%10; P2=0x07; P1=numi;/顯示小數點后一位的數 delayms(5);/延時一會 if(n>=10) i=(n/10)%10; P2=0x0b; P1=numi-0x80; /顯示個位上的數及小數點 delayms(5);/延時一會 if(n>=100) i=(n/100)%10; P2=0x0d; P1=numi; /顯示十位上的數及小數點 d

7、elayms(1);/延時一會 if(n>=1000) i=(n/1000)%10; P2=0x0e; P1=numi; delayms(2);/延時一會 else /當要顯示的數僅有小數部分時 P2=0x0b; P1=num0-0x80; /個位上顯示0,且顯示小數點 delayms(2);/延時一會 P2=0x07; P1=numn; /顯示小數點后一位的數 delayms(2);/延時一會 /*AD轉換函數*/unsigned char A_D( ) unsigned char i,dat; CS=0; /CS置低電平，片選有效，轉換周期開始 CLK=0; /為第一個脈沖作準備 D

8、IO=1; CLK=1; CLK=0; /在第一個脈沖的下降沿之前，DI端口置高電平， /表示啟始信號 DIO=1; CLK=1; CLK=0; DIO=0; CLK=1; /DI分別在第二，第三脈沖的下降沿之前，/選擇置1和0，表示選擇通道CH0 CLK=0; DIO=1; CLK=1; CLK=0;/第三個脈沖下沉之后，輸入端DIO失去輸入作用，應置1for(i=0;i<8;i+) /從第四個脈沖的下降沿之前開始，/進行數據的轉換輸出 dat<<=1; /高位在前，將下面儲存的低位數據向右移dat=dat|(unsigned char)DIO; /將輸出數據DIO通過或運

9、算/儲存在dat最低位 CLK=1; CLK=0; CS=1; /CS置低電平，片選無效，轉換周期結束 return dat; /將讀出的數據返回 /*main函數*/void main( ) unsigned char digital; /定義digital為AD芯片輸出的數據 double v; /定義v為由digital轉換而來的相應的電壓 double r; /r為電阻 double temp; /temp用于存放臨時數據 double T; /T為溫度 P2=0XFF; P1=0XFF; /初始時數碼管不亮 while(1) digital= A_D(); /進行A/D轉換 v=(digital*5)/(255*2); /將digital轉換成對應的電壓值r=(165-66*v)/(5+2*v); /根據電橋公