4硬件的后期调试 21

4.1PCB板的焊接加工 21

4.2电路的后期调试 23

结论 25

致谢 26

1 绪论

1.1 研究的背景与意义

随着人们生活水平的不断提高,温度控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，比如:房间内外温度智能控制系统，可采用Pt100采集温度数据，用系统控制温度值稳定在预设范围，当室内的温度低于预设温度值下限时系统启动电源，当室内温度低于预设温度值时系统断开电源，如果室内外温度差出现异常状况时发出报警提醒看护人进行相关处理等，所以研究数字温度计是刻不容缓的。数字温度计一般选用热敏电阻做为温度传感器采集温度的核心，大多数热敏电阻例如PT100铂热电阻的阻值随着温度的变化而变化，利用这一特点采集温度信号,将采集到的信号在电路中转换成电压信号，再经过A/D转换成数字信号，并由转换系统把读取到的数字信号进行识别处理，这一过程常在芯片中完成，换算成与温度对应的数字信号,最后由LED数码管显示出温度值[11]。无论在工业、农业、科研、国防和人们日常生活的各个方面,温度测量和控制都是极为重要的问题[5]，人们往往通过数字温度可以直观的掌握温度，进而作出相应的决定，来解决各种各样的问题，使人们的生活更便捷，科技更加发展。

上述提到Pt100铂热电阻的阻值随着温度的变化而变化,电阻值随温度的变化程度称为温漂系数,了解并掌握这一系数有很大意义，大部分金属材料的温漂系数是正数,而且许多纯金属材料的温漂系数在一定温度范围内保持恒定,具体应用中选用哪一种金属材料(铂、铜、镍等)取决于被测温度的范围，金属铂(Pt)电阻的温度，并且它还具有响应特性较好,成本较低,可测量温度较高的优点。同时，它在0℃的额定电阻值是100Ω,是一种标准化器件，易在实际生产中调节和对照。因为热敏电阻的阻值和温度呈线性正比关系,所以只需知道流过该电阻的电流就可以得到与温度成正比的输出电压。然后再根据已知的电阻-温度关系,可以计算出被测量的温度值[12]。

下面给出了Pt100的电阻和温度变化的关系式:

Rt= R0[1+AT+BT2+C(t-100)T3]                     (1-1)

式中:R0为0℃下的电阻值,R0=100Ω；T为摄氏温度A =3.908 3×10-3,B =-5.775×10-7,C =0,

由式（1）可知电阻与温度呈非线性关系,但当测量精度要求较低时,电阻值与温度的函数关系可以简化为:Rt= R0(1+AT) 。实际应用中,Pt100的连接方式可以为两线制、三线制或四线制。一般系统采用三线制接法即可满足要求。因为二线制连接时,由于引线电阻与Pt100串联,增大了电阻,会影响测量，而三线制连接时,对Pt100额外增加了第三条线,由于引线电阻具有相同特性,能够对线电阻进行补偿；四线制连接时,可以实现Kelvin检测,消除了两线连线的压差[14]。

1.2 国内外研究现状

1.3 论文章节安排

第二章简单叙述利用Pt100铂热电阻设计数字温度计的思路和原理，并对设计中应用到的运算放大器和A/D转换器进行简单的介绍。

第三章介绍使用cadence软件绘制模拟部分原理图并对原理图进行PSpice仿真和验证然后介绍Altium Designer绘制完整系统电路，并开发印刷电路板。