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自动温度标定仪

阅读：517发布：2021-02-12

IPRDB可以提供自动温度标定仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及应用电阻元件的温度测量设备的测试或校准，具体为一种自动温度标定仪。本发明包括电子温度计(1)、温度传感器(2)、模/数转换器(3)、地址锁存器(4)、单片机(5)和PC机(6)，其结构是：电子温度计(1)和温度传感器(2)的温度探头浸入介质中，电子温度计(1)的液晶显示驱动电路直接连接至单片机(5)；温度传感器(2)、模/数转换器(3)、地址锁存器(4)和单片机(5)依次连接；单片机(5)和PC机(6)通过全双工串行通讯方式连接。采用本发明实施温度标定，具有操作简单，效率高，数据准，便于存储和进一步处理，适用范围大的优点。，下面是自动温度标定仪专利的具体信息内容。

1.一种自动温度标定仪，包括电子温度计(1)、温度传感器(2)、模/数转换器(3)、地址锁存器(4)、单片机(5)和PC机(6)，其特征在于：电子温度计(1)的温度探头(11)浸入介质中，电子温度计(1)为液晶显示，液晶显示的驱动电路直接连接至单片机(5)，温度传感器(2)的温度探头浸入介质中，温度传感器(2)的模拟信号输出端与模/数转换器(3)的模拟信号输入端连接，模/数转换器(3)的数字信号输出端与地址锁存器(4)的数字信号输入端连接，地址锁存器(4)的数字信号输出端与单片机(5)的数字信号输入端连接，单片机(5)连接PC机(6)。

2. 根据权利要求l所述的自动温度标定仪，其特征在于，所述单片机（5) 通过全双工串行通讯方式连接PC机（6)。

说明书全文

自动温度标定仪

技术领域

本发明涉及应用电阻元件的温度测量设备的测试或校准，具体为一种自动温 度标定仪。

背景技术

温度传感器的作用是用来实时监测对象的温度，在实验及工业自动化设备中 应用广泛。由于温度传感器的固有特性的限制，在使用前往往需要对其进行标定。 温度传感器的标定就是将传感器置于温度连续变化的介质中（通常是水），测量 不同温度节点下，传感器的输出值，这样得到介质温度和传感器输出值对应关系 的一组数据即完成了标定。为了得到准确的标定结果，通常需要进行升温标定和 降温标定。利用标定数据作为参照才能准确得出对象实际温度与传感器输出值之 间的对应关系，从而达到准确测量的目的。现有的标定方法是手工标定，采用这 种方法，需要逐个记录对象温度及传感器输出值，然后按照数据制作标定图表， 效率低下，而且容易出错。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种效率和准确率高、能自动作业的标定设 备，本发明公开了一种自动温度标定仪。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种自动温度标定仪，包括电子温度计、温度传感器、模/数转换器、地址 锁存器、单片机和PC机，其结构是：电子温度计的温度探头浸入介质中，电子 温度计为液晶显示，液晶显示的驱动电路直接连接至单片机，温度传感器的温度 探头浸入介质中，温度传感器的模拟信号输出端与模/数转换器的模拟信号输入 端连接，模/数转换器的数字信号输出端与地址锁存器的数字信号输入端连接， 地址锁存器的数字信号输出端与单片机的数字信号输入端连接，单片机和PC机 通过全双工串行通讯方式连接。
3使用时，将电子温度计和温度传感器的温度探头都浸入同一介质中，电子温 度计的测量结果作为标准值。当介质温度逐渐变化时，电子温度计的液晶显示和 温度传感器的模拟信号输出都将逐渐变化，温度传感器输出的模拟信号为一缓慢 变化着的电平信号。温度传感器输出的模拟信号通过模/数转换器转换成数字信 号，这些数字信号由地址锁存器在单片机的控制下予以采集和存储。同时，液晶 显示的驱动电路直接连接至单片机，并且单片机内事先已输入了需要标定的温度 数值。这样，当单片机检测到电子温度计测量出的当前温度需要标定时，即发出 指令通过地址锁存器将此时模/数转换器所输出的数字信号予以存储，从而完成 了一次温度-电平之间的对应关系的记录，也即作了一次温度标定。如此随着介 质温度的逐渐变化，即可完成温度传感器的标定工作。单片机与PC机之间通过 全双工串行通讯方式连接，这样便于对通过PC对标定的数据作进一步的分析。
本发明摒弃了现有技术中温度标定时的手工作业，通过模/数转换器、单片 机等部件实现了对自动化操作，不仅操作简单，而且效率高、数据准，又便于存 储和进一步处理标定数据。而且，若所需标定的温度传感器的精度改变，只需改 变单片机内需要标定的数值记录即可，适用范围大。

附图说明

图l是本发明的结构示意图；
图2是本发明中温度显示器的液晶显示阿拉伯数字的原理图。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明：
如图1所示， 一种自动温度标定仪，包括电子温度计l、温度传感器2、模/ 数转换器3、地址锁存器4、单片机5和PC机6，其结构是：电子温度计l的温
度探头ll浸入介质中，电子温度计l为液晶显示，液晶显示的驱动电路直接连
接至单片机5，温度传感器2的温度探头浸入介质中，温度传感器2的模拟信号 输出端与模/数转换器3的模拟信号输入端连接，模/数转换器3的数字信号输出 端与地址锁存器4的数字信号输入端连接，地址锁存器4的数字信号输出端与单 片机5的数字信号输入端连接，单片机5和PC机6通过全双工串行通讯方式连 接。
4电子温度计采用液晶显示，其显示阿拉伯数字的原理如图2所示，每个数字 由21〜27这7段构成一 "日"字的液晶显示，通过驱动电路适当地控制某段或 某几段的液晶亮或灭，即可显示出0〜9这十个阿拉伯数字，如表l所示：
表h
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*0表示该段液晶状态为灭，l表示该段液晶状态为亮。
由于电子温度计1液晶显示的驱动电路还连接至单片机5，因此，单片机5 可以综合各段液晶的状态判断出当前显示的数值，单片机5内事先已存储了需要 标定数值的判断逻辑，比如，如果需要以1K的精度予以标定，即温度传感器的 精度为1K，则判定依据是液晶显示的小数点后第一位显示为"0"。
单片机5选用STC89C58单片机，具有抗强干扰、高速、低功耗的特点；指 令代码完全兼容传统的8051单片机，有12时钟机器周期和6时钟机器周期任意 可选；工作电压宽，最低工作电压3.4/2.0V(5/3V单片机）；内部集成32k的Flash、 1280byte的RAM和16kbyte的EEPROM,资源丰富；支持在系统可编程；内置 看门狗和复位电路；外围电路设计简单；Power Down模式可由外部中断低电平 触发中断方法唤醒。把液晶显示的驱动电路直接接在单片机5的P0.0〜P0.7即 可读取这些液晶显示的组合，达到实时掌握当前的显示数值的目的。
温度传感器2内有一热敏电阻，当介质温度变化时热敏电阻的阻值也随之变 化，使得输出的电平也同步改变，此电平信号是模拟信号，为了实现数字化的采 集和存储，在温度传感器2后连接模/数转换器3，选用ADC0809模/数转换器， 这是逐次逼近式8位8通道模/数转换器，转换时间为lOps。模/数转换器3后连接地址锁存器4，用以对经过模/数转换器3转换的数字 信号予以采集和存储。地址锁存器4选用74LS373地址锁存器，它的输出能使 一端接地，三态门一直处于打开状态；锁存控制端接单片机5的地址锁存允许信 号ALE，由单片机5来控制地址锁存。地址锁存器4的Q0、 Ql、 Q2分别与模 数转换器3的ADDA、 ADDB、 ADDC连接，可同时进行8路温度传感器的标定。
单片机5具有一个全双工串行通讯口 ， TTL电平，而PC机6的串口是RS232 电平，两者之间通过MX232芯片进行转换，三线制连接，简单可靠，这样可通 过PC机6对标定得到的数据作进一步的分析处理。
现需标定精度为1K，标定时，将电子温度计1和温度传感器2的温度探头 都浸入水中，电子温度计1的测量结果作为标准值。随着水温的逐渐变化，当单 片机5检测到液晶显示的数值小数点后第一位显示的是0时，产生一个触发信号， 通过地址锁存器4读取并保存由模/数转换器3得到的数字信号。这个数字信号 代表的是与当前水温相对应的温度传感器2的电平输出值。这样就完成了一次温 度-电平之间的对应关系的记录，也即作了一次温度标定。如此随着水温的逐渐 变化，即可完成温度传感器2的标定工作，这就是采用本发明进行数字化自动采 集的整个过程。通过PC机6还可对标定的数据作进一步的分析。
改变存储在单片机5内对需要标定数值的判断逻辑，即可适用于对不同精度 要求的温度传感器的标定。
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