目前市場中大多數(shù)溫度采集卡的測量范圍測量方式及測量精度在出廠時就已經(jīng)固定測量方式單測量范圍固定傳感力式也只能適應(yīng)一定的場合因此不能很好的適用一些多測量方式及測量范圍的場合再者它們的測量程序和查表數(shù)據(jù)庫已經(jīng)固定對于一些有特殊要求的場合不能適用本系統(tǒng)采用現(xiàn)場可編程門陣列PFGAEPIK30QC208-3對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?它的程序能夠在線修改因此有極強(qiáng)的可塑性可以適時的對其程序及查表數(shù)據(jù)庫進(jìn)行改進(jìn)和更新能使系統(tǒng)的性能得到升級從而可以使系統(tǒng)滿足不同的場合需要

溫度采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

由于不同的傳感器有不同的輸出量但是最終都需要轉(zhuǎn)換為0~10V的電壓值從而才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換要求因此各個傳感器需要不同的轉(zhuǎn)換和放大電路轉(zhuǎn)換后的電壓量經(jīng)過多路模擬開關(guān)選擇送到同一個A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換再經(jīng)FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示輸出整機(jī)框圖如圖1所示

PN結(jié)測溫原理

由于PN結(jié)隨溫度變化產(chǎn)生的是一個電壓信號溫度每升高1℃.PN結(jié)的正向?qū)▔航迪陆祃mV但在0℃時要求輸出電壓為OV因此必須將PN結(jié)連接成單臂非平衡直流電橋并且將輸出電壓放大到0~10v范圍送A/D轉(zhuǎn)換電路電路原理圖如圖2所示

PT100熱電阻測溫原理硬件電路

由于PT100熱電阻隨溫度變化產(chǎn)生的是一個電阻信號當(dāng)溫度升高時電阻值增大因此必須將熱電阻接成單臂直流電橋將其阻值變化轉(zhuǎn)換為電壓變化信號再將這個電壓信號放大到0~10V范圍送A/D轉(zhuǎn)換電路

熱電偶測溫原理硬件電路

熱電偶的輸出是一個隨溫度變化的電壓信號它必須加上冷端補(bǔ)償電路才能正常工作并且它的輸出也要轉(zhuǎn)換為0~10V的范圍A/D轉(zhuǎn)換電路電路圖如圖3所示

溫度采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

溫度采集系統(tǒng)軟件分為單片機(jī)程序設(shè)計(jì)和F比A程序設(shè)計(jì)單片機(jī)程序采用匯編語言編寫實(shí)現(xiàn)對外圍電路的控制FPGA采用VHDL語言編寫實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理及被測溫度的顯示輸出該溫度采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)PN結(jié)20~100℃熱電阻PT1000~800℃熱電偶種方式的溫度測量可以滿足不同測量范圍不同測量精度及不同場合的需要本設(shè)計(jì)采用EDA作為開發(fā)工具搭配單片機(jī)控制使得整個設(shè)計(jì)具有較新的設(shè)計(jì)思想采用12ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器使得測量精度得到了極大的提高數(shù)據(jù)處理采用現(xiàn)場可編程門陣列PFGAEPIK30QC208-3它極高的程序執(zhí)行速度使得系統(tǒng)響應(yīng)更快更精確

本文介紹了一種用單片機(jī)和EDA協(xié)同設(shè)計(jì)溫度采集系統(tǒng)該溫度采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)PN結(jié)熱電阻PT100熱電偶鎳錯一鎳硅K型3種方式的溫度測量可以滿足不同的測量范圍不同的測量精度及不同場合的需要本設(shè)計(jì)采用EDA作為開發(fā)工具搭配單片機(jī)控制使得整個設(shè)計(jì)具有較新的設(shè)計(jì)思想