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。對電池電壓的降低進行補償?shù)耐瑫r分析補償電阻的精度對溫度檢測的影響。 關(guān)鍵詞：單片機 線性插值 補償 溫度檢測 引言 長期以來，人們在測量溫度時，大部分使用常規(guī)的測量方法測量。檢測精度要求較高時，調(diào)理電路復(fù)雜、a/d的位數(shù)高，使設(shè)計的系統(tǒng)成本居高不，很難普及。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多功能完備的低功耗、低電壓大規(guī)模集成電路，為設(shè)計便攜式高精度測溫系統(tǒng)提供了硬件基礎(chǔ)。本文介紹的高精度便攜式測溫儀，使用了非常適合作低功耗便攜式測試設(shè)備美國ti公司的msp430p325為控制器，用pt500鉑電阻完成溫度檢測，檢測的溫度通過液晶顯示器顯示。本測試儀的測溫精度達到0.03℃。 硬件電路設(shè)計 msp430p325單片機內(nèi)部集成了可切換的精密恒流源。精密恒流源的電流大小由外部精密電阻確定，同時內(nèi)部又集成了6個14位的a/d轉(zhuǎn)換器和液晶控制器。這樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，適合驅(qū)動性傳感器。因此，可減少信號調(diào)理環(huán)節(jié)和顯示環(huán)節(jié)的擴展，大大地簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，效降低了系統(tǒng)功耗。 1.溫度傳感器數(shù)學(xué)模型 溫度敏感元件采用鉑電阻pt500，在～630.75℃溫度范圍內(nèi)鉑電阻阻值與溫度關(guān)系為 b=-5
任務(wù)時運行。linux和實時任務(wù)之間的轉(zhuǎn)換依據(jù)上述提及的軟中斷狀態(tài)而定。rt-linux通過這樣一種設(shè)計方法，將標準的linux核心改成一個可搶占的、具有低延遲中斷處理的實時系統(tǒng)。 2 實時機器人控制系統(tǒng)的軟／硬件結(jié)構(gòu) 2.1硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整個實時機器人控制系統(tǒng)主要的硬件部件為：與ibm—pc兼容pentiumiii733mhzq-業(yè)控制微機（ipc），內(nèi)存l28mb；三軸位置控制卡（pcl一832）；l0／100m自適應(yīng)網(wǎng)卡、集線器等以太網(wǎng)連接設(shè)備；機器人本體為具有5個自由度的日產(chǎn)pt500機器人。 機器人控制器運行于一臺工業(yè)控制微型計算機（ipc）上。在該ipc上安裝了兩塊三軸位置控制卡。每塊三軸位置控制卡能對三軸進行聯(lián)動插補控制。每軸有專用位置芯片控制，構(gòu)成一個伺服位置和速度環(huán)。放在dda脈沖緩沖器中的脈沖數(shù)被傳到dda發(fā)生器，在下一個dda周期中輸出。然后由三軸位置控制卡將各軸對應(yīng)的脈沖數(shù)解釋為相應(yīng)的電平信號，驅(qū)動伺服驅(qū)動器以驅(qū)動機器人本體的運動。 2.2軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整個機器人實時控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，整個系統(tǒng)分為2個域：實時域和非實時域。實時域中實現(xiàn)的是
圖5典型電路圖： 圖4 圖5 電路圖 發(fā)送時脈沖發(fā)生器fire1、fire2發(fā)送脈沖，驅(qū)動換能器電路產(chǎn)生超聲波（假設(shè)此時為順流），同時給gp2一個start信號，啟動gp2測量單元。接收時，經(jīng)過換能器接收處理，產(chǎn)生的脈沖信號通過模擬電路轉(zhuǎn)換為方波給到stop1通道，gp2將自動完成stop1到start的時間間隔t1的測量。同樣的方法，逆流時得到傳播時間t2，根據(jù)t2-t1時間差，使用時差法，能計算出流量。 另外tdc-gp2還帶有兩路溫度測量功能，可直接接pt1000或pt500熱電阻進行溫度測量，這為熱量表的應(yīng)用提供了集成化的解決方案。系統(tǒng)中接在pt1和pt4端口，而pt2、pt3作為一個參考的電阻接口端。 gp2雖不是核處理器，卻能完一個系統(tǒng)的功能，對其進行編程時，你只需把它當成一個外設(shè)，通過單片機spi對它進行操作即可，使用還是很便捷的！ 參考文獻:[1]. tdc-gp2 datasheet http://udpf.com.cn/datasheet/tdc-gp2_1136794.html.[2]. 41ps datasheet http://www.
我們可以將各種溫度傳感器連接至變送器的模擬前端（afe），該模擬前端用于處理傳感器信號的采集和調(diào)節(jié)。信息被傳送至微控制器進行信號處理，最后再以電流的形式通過隔離層向環(huán)路發(fā)送。溫度變送器由該環(huán)路自身供電，因此，在達到最高精度的同時使功耗盡可能降低至關(guān)重要。 溫度傳感應(yīng)用 各種傳感器被用于監(jiān)測溫度，例如電阻溫度檢測器（rtd）和熱電偶。 rtd的電阻隨溫度而變化，這些傳感器所使用的最常見的材料是鉑。rtd有一系列阻抗的產(chǎn)品可供選擇，三種常見工業(yè)標準是pt100（100o）、pt500（500o）和pt1000（1000o），rtd常用于-200~800℃之間的應(yīng)用中。 熱電偶由兩種連接在一起的不同金屬制成。與溫度相關(guān)的金屬結(jié)點處產(chǎn)生電壓。該結(jié)電壓與被稱為冷接點的參考電壓進行比較。所有熱電偶都要求冷接點參考電壓維持在某個已知的溫度下。冷接點傳感器對冷接點溫度進行監(jiān)測，利用一個模擬溫度傳感器（如lm94022）便可以完成這項任務(wù)。利用熱電偶電壓和冷接點電壓之差便可計算出熱電偶接點的溫度。熱電偶可以應(yīng)用到rtd類似的應(yīng)用中，但精度不同。然而，其卻更加牢靠，并且能夠處理-27
pt1000是鉑熱電阻,它的阻值會隨著溫度的變化而改變.pt后的1000即表示它在0℃時阻值為1000歐姆,在300℃時它的阻值約為2120.515歐姆.它的工業(yè)原理:當pt1000在0攝氏度的時候他的阻值為1000歐姆,它的的阻值會隨著溫度上升它的阻值是成勻速增漲的. 易先軍等提出了以鉑電阻為測溫元件的高精度溫度測量方案,解決了高精度測量對硬件電路的一些苛刻要求問題,但是精度不佳(±0.4 ℃);楊彥偉提出了以max1402、at89c51和pt500鉑電阻設(shè)計的精密溫度測量系統(tǒng)方案解決了基本的高精度問題,但是系統(tǒng)功耗大,精度仍然不佳,但是性價比不高,實施效果不佳,測溫分辨率能達到0.01℃,測溫準確度只達到o.1℃.這里提出采用三線制恒流源驅(qū)動方案克服引線電阻、自熱效應(yīng),利用單片機系統(tǒng)校正控制方案實現(xiàn)元器件漂移和鉑電阻傳感器精度校準,最后在上位機中采用mls數(shù)值算法實現(xiàn)噪聲抵消,大大提高了溫度測量精度和穩(wěn)定度. 1 高精度測量方案及原理 鉑電阻傳感器是利用金屬鉑(pt)的電阻值隨溫度變化而變化的物理特性而制成的溫度傳感器.以鉑電阻作為測溫元件進行溫度測量的關(guān)鍵是要能準確地測量
在回水管，進口溫度保持50℃、溫差在10～40℃時，熱系數(shù)與壓力關(guān)系曲線；圖3b為流量計安裝在回水管，進出口溫差保持10℃，進口溫度在60～90℃變化情況。由圖3可以看出，壓力在允許范圍內(nèi)的變化對熱系數(shù)的影響不大，當溫度或溫差一定時，熱系數(shù)隨壓力基本保持不變[6]。因為熱量表的實際工作環(huán)境近似于定壓狀態(tài)，所以可以認為吉布斯函數(shù)近似是溫度（入水與回水溫度）的函數(shù)。溫度和流量分別通過溫度傳感器和流量傳感器來測量。 圖3 熱系數(shù)隨壓力的變化曲線2 傳感器 2．1溫度傳感器 溫度敏感元件采用鉑電阻pt500或pt1000，在0～630.75℃的溫度范圍內(nèi)，鉑電阻的阻值與溫度的關(guān)系式為 rt=r0(1+aθ+bθ2) 式中：a=3. 96847×10－3/℃；b=－5. 847×10－7/℃2。顯然，由鉑電阻的阻值很難直接求解出溫度值，可以使用表格法線性插值法進行溫度的標度變換。即將測得的電阻值與表格內(nèi)電阻值進行比較，直到rn<；r<；rn+1時停止比較。此時，rn所對應(yīng)的溫度值θn為所測溫度的整數(shù)部分，而溫度的小數(shù)部分： δθ=θ-θn==(r－rn)/(rn+1－rn) 0℃<
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