基于单片机温度检测系统的设计

刘 峰 吉林化工学院信息与控制工程学院 吉林 132022

【文章摘要】

 　　根据设计选取适当的器件来组成此基于单片机的温度检测系统。包括温度传感器、A/D 转换器等。利用所选器件设计基于单片机的温度检测系统。

【关键词】

单片机；A/D 转换器；ICL7135

中图分类号：文献标志码：A

目前的温度检测使用的方法种类繁多，。近年来，在温度检测技术领域，多种新的检测原理与技术的开发应用，已经取得重大进展，正在不断出现和完善。本文介绍一种基于ICL7135 的温度检测方法。

1 系统设计方案

温度检测主要是由温度传感器，A/D 转换器、单片机组成。

2 电路设计

2.1 温度传感器电路

传感器电路由恒流源和热敏电阻组成，恒流源用运放，PNP 三极管，稳压管， 电阻等。电源通过稳压二极管，电阻接地。电阻和稳压二极管的正极连接点接到运算放大器正极。运放的输出接三极管的基级，运放的负极接三级管的发射极然后通过电阻连到电源正端。那么恒流源的输出就是稳压管的值除以电阻值R1。虚短的概念可知 V+=V-，而VCC-V+=UD，所以VCC-V-=UD，电压UR=UD，即电压基准的输出电压。则流过 R1 的电流是Ir=(VCC-V+)/R1=UD/R1。因为Ir=I-+Ie， 由于理想运算放大器反相端的输入电流I- 近似为零，所以Ie ＝ Ir，又由于三极管放大作用，所以流过 Rt 的电流It 也等于Ir ＝ UD/R1，流过热敏电阻Rt 的电流就是一个恒定值。由于R1 为100kΩ 所以流过热敏电阻的电流大小为0.025mA，测量温度范围设定为-20℃～＋ 40℃，根据热敏电阻的R-T 关系可以得到对应的电阻值范围为95.337kΩ ～ 5.3164kΩ。此电阻值范围乘以流过该热敏电阻的电流值0.025mA 即可得到-20℃～＋ 40℃对应的温度传感器输出电压为2.383V ～ 0.133V。

2.2 A/D 转换电路

A/D 转换主要是为了把模拟信号转换成数字信号。A/D 转换芯片的型号和类型非常多，此设计中采用ICL7135。ICL7135 是4 位双积分式A/D 转换芯片，具有自动极性转换功能，在±20000 字（2V 满量程） 范围内，保证转换精度±1 字。所有输出端和TTL 电路相容。有过量程和欠量程标志信号输出，可用作自动量程转换的控制信号。对外提供六个输入，输出控制信号(R/H，BUSH，ST，POL，OR，UR)，因此除用于数字电压表外，还能与异步接收/ 发送器，和微处理器或其它控制电路可以非常灵活的连接使用。ICL7135 首先对输入的模拟信号进行积分，积分的时间长度是固定的，也就是10001 内部时钟脉冲， 然后把输入接到参考端，使其内部电压进行放电，如果到零了，这时候根据内部计数的值和参考端的电压，还有10001 的比例关系就能计算出输入的模拟电压值得大小。通过图4，我们看到通过对BUSY 的高电平进行计数，然后减去10001，就是放电时间的计数值，用单片机对高电平进行计数，最终就能得到模拟电压值。

3 结论

根据热敏电阻的温度特性，测温系统把传感器的阻值转化为电压信号送入单片机，通过单片机的处理后，在液晶上显示温度并能送上位机。本设计的系统测温范围-20℃～＋ 40℃。系统能够应用于生产生活中温度的测量。

【参考文献】

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[3] 翟玉文，梁伟，艾学忠编著. 电子设计与实践[M]. 北京：中国电力出版社，2005

【作者简介】

刘峰. 男，硕士研究生，主要从事信号处理方面的研究

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运行状况，对于工况良好的电气设备可以适当延长检修周期，减少盲目检修，有效减少电气设备的停电次数和停电时间，对提高检修质量和供电可靠性具有积极意义。

2.5 建设先进的配电网自动化系统

要通过建设技术先进的10kV 配电网自动化系统来提高10kV 配电网的供电可靠性。10kV 配电网自动化系统的建设要采用先进的设备，能够将由于设备本身故障而导致的停电概率降低到最小。配电网自动化系统能够实现对故障的自动隔离与切除，并恢复未发生故障部分的正常供电，同时在故障查找与定位方面则能大大缩短查找时间，从而将故障影响到的电力用户压缩到最少。

2.6 规范供电可靠性的管理流程

作为一项涉及众多部门的综合性管理工作，为了确保这项工作能够高效而有机地运转起来，就要制定出规范的管理工作办法，对参与供电可靠性管理工作的部门和人员的职责进行分工，落实工作的评价指标和目标，并将指标进行分解，使得供电可靠性管理工作的职责清晰，责任到人，为供电可靠性管理工作的有效开展创造积极条件。

3 结论

在电力系统不断发展的今天，10kV 配电网供电可靠性的提高在电力企业供电服务中的地位越来越重要。提高10kV 配电网的供电可靠性，不仅是广大电力用户的安全可靠用电的要求，同时也是电力企业自身发展的需要。要从技术层面和管理角度入手，通过加强10kV 配电网的规划、建设与改造，依靠科技进步，推广应用新产品、新技术和状态检修，强化综合停电管理等手段，切实提高10kV 配电网的供电可靠性。

【参考文献】

[1] 宋云, 张东霞, 彭东等. 国内外城市配电网供电可靠性对比分析[J]. 电网技术,2008,23:13-18.

[2] 王辉. 影响城市配电系统用户供电可靠性常见故障分析[J]. 宁夏电力,2006,2:7 ～ 9.

[3] 何翠, 玉小玲. 提高北海市区配电网供电可靠性措施的探讨[J]. 广西电力,2013,2:73-75.

[4] 区文海. 分析配电网供电可靠性提高的方法[J]. 广东科技,2008,7:99-100.

【作者简介】

陆炜（1970.6—），男，浙江绍兴人，工程师，专业：变电运行。011