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智能温度测量仪表的研究和设计
资料介绍
在工业过程控制中，温度是一个重要的测量参数，而热电偶具有准确度高、测温范围广和成本低廉等优点，使其成为工业应用中温度测量的首选。为准确测量温度，本文将传统的热电偶测温技术、神经网络技术与单片机技术结合起来，设计了读数直观、准确的数字式智能测温仪表，该仪表采用单片机芯片AT89S52作为微处理器，K型热电偶（镍铬—镍硅）作为温度传感器，数字温度传感器DS18B20进行热电偶冷端温度的测量，以对热电偶进行冷端补偿，能够准确测量并显示温度。 ⑴设计了智能测温仪表的硬件。智能测温仪表硬件电路由五个主要部分组成：单片机、信号调理电路、模数转换、键盘输入及液晶显示。分别介绍了各组成部分的主要芯片，设计了其接口电路。并分析了仪表产生干扰的原因，从硬件抗干扰方面，通过分析干扰产生原因并采取措施，提高了该智能测温仪表的抗干扰性能。 ⑵设计了智能测温仪表的软件部分，软件部分有下位机软件和上位机软件组成，采用模块化的程序设计方法。下位机的整个应用程序主要包括系统主程序的设计、数据采集以及键盘显示子程序等模块组成，测温程序适用于AT89S52单片机。通过串口通信将下位机采集的数据送至上位机，上位机采用模块化的设计方法，将系统划分成几个相互独立的功能模块，各模块内部分别完成确定的任务，并通过LabVIEW软件设计了上位机的显示界面并且实现数据的存储功能。 ⑶分析了热电偶和PID神经网络的基本知识，设计了热电偶的信号理电路，采用数字温度传感器解决了热电偶的冷端补偿问题。同时，应用MATLAB对热电偶的热电势与温度之间的关系进行了训练、仿真，建立了基于PID神经网络的数学模型，该模型解决了K型热电偶（镍铬—镍硅）的非线性问题。
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