热量表温度传感器配对系统的研究与设计

ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目：热量表温度传感器配对系统的研究与设计英文论文题目：ResearchandDesignofHeatMeterTemperatureSensorMatchingSystem学科专业：机械电子工程作者姓名：徐莉振指导教师：鲍敏递交日期：2012.12.16浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：徐莉振签字日期：2013年3月6日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：徐莉振签字日期：2013年3月6日导师签名：鲍敏签字日期：2013年3月6日热量表温度传感器配对系统的研究与设计ResearchandDesignofHeatMeterTemperatureSensorMatchingSystem浙江理工大学硕士学位论文热量表温度传感器配对系统的研究与设计I摘要铂电阻温度传感器是一种非常重要的测温器件，因其具有响应迅速、线性度高、准确度高、测温范围大等优点，广泛应用于水轮发电机、气象测量、车辆监测系统、家用电器以及热计量等领域中。在我国热量表的应用中，一对铂电阻温度传感器分别安装于管道系统进出口，负责进出口温度测量，因只满足工业铂热电阻行业标准的温度传感器应用在热量表中存在较大偏差，无法满足热量表测温精度要求，必须对这两支温度传感器进行配对处理。目前，各热量表厂家对于热量表温度传感器的配对工作，基本上都采用手工读数、人工配对的操作方式，不仅浪费人力，效率低下，而且不可避免引进了人为因素造成的误差。为了更有效的解决热量表温度传感器的自动测温、自动读取数据、自动计算以及自动配对问题，因此迫切需要能准确检测、快速配对的热量表温度传感器自动配对系统。本课题以Pt100铂电阻温度传感器为研究对象，使用Atmega16作为主控器件设计了Pt100铂电阻温度传感器的自动配对系统，具有批量测量配对功能。本课题的主要工作有：1)了解论文研究背景、研究内容、热量表温度传感器配对系统的发展概况以及发展趋势；2)了解温度传感器测温原理、测温接线方式以及温度传感器配对原理，从而得出本文采用的测温方法以及配对方法；3)设计温度传感器配对系统硬件电路，主要包括双恒流源电路、多路模拟电子开关电路、高精度运算放大电路、A/D转换电路以及对配对系统需要用到的单片机外围电路；4)根据硬件电路设计温度传感器配对系统的软件系统，它由主程序、按键中断程序、EEPROM程序、温度传感器测温程序、温度传感器配对程序等部分；5)实验数据测试，对配对系统进行了详细的误差分析，主要是测温模块温度测量理论误差以及配对理论误差。同时测试温度测量实验数据以及配对实验数据。本配对系统的研究与开发致力于解决传感器多路配对系统的一致性以及可扩展性问题，同时有效的解决传感器温度值测量、配对等热量表生产厂家急需解决的效率问题，为组建类似的自动配对系统提供了可以借鉴的方法和系统构架。关键词：Pt100；测温；温度传感器配对；Atmega16浙江理工大学硕士学位论文热量表温度传感器配对系统的研究与设计IIAbstractPlatinumresistancetemperaturesensorisakindofveryimportanttemperaturemeasuringdevice.ithasbeenwidelyusedinhydraulicgenerator,meteorologicalmeasurement,vehiclemonitoringsystem,householdappliancesandthermalmeasurement,etc,becauseofitsadvantagesofquickresponse,lineardegreeshigher,highaccuracyandwidemeasurementrange.ApairofplatinumresistancetemperaturesensorsofheatmeterinstalledontheimportandexportofpipingsystewasresponsibleforthetemperaturemeasurementoftheimportandexportinChina.Becausethereisabigdeviationthatthetemperaturesensorisusedintheheatmeteronlysatisfyindustrialplatinumresistancetemperatureindustrystandard,itisnecessarytothetemperaturesensorformatchingprocessing.Atpresent,thematchingofheatmetertemperaturesensorintheheatmetermanufacturerwasbasicallyusingmanualreadingandartificialpairingoperationmode.Anditwaswasteofmanpower,lowefficiency,andman-madeerrorwasinevitable.Sotheaccuratelymeasure,fastautomaticmatchingsystemofheatmetertemperaturesensorwasurgentneeded.TheresearchusedPt100Platinumresistancetemperaturesensorasobject,andusedtheAtmega16asmasterdevicetodesignautomaticmatchingsystemofheatmetertemperaturesensor,whichhadthefunctionofBatchmeasurementmatching.Themainworkofthissubjectwere:1)Toknowtheresearchbackground,theresearchcontent,developmentsituationanddevelopmenttrendofheatmetertemperaturesensormatchingsystem.2)Tounderstandthetheoryofusingtemperaturesensortomeasuringtemperature,theconnectionmodeandtemperaturesensorpair,Andthispaperisconcludedthatthetemperaturemeasurementmethodandmatchingmethod.3)Designedthehardwarecircuitoftemperaturesensormatchingsystem,includingdoubleconstantcurrentsourcecircuit,multichannelanalogelectronicswitchcircuit,highprecisionoperationamplifiercircuitandA/DconversioncircuitaswellascommonlyusedMCUperipheralcircuit.4)Accordingtothehardwarecircuit,designedthetemperaturesensormatchingsystem’ssoftwaresystem,thesystemwasincludingthemainprogram,keyinterruptprogram,EEPROM浙江理工大学硕士学位论文热量表温度传感器配对系统的研究与设计IIIprogram,thetemperaturesensortemperatureprogram,thetemperaturesensormatchingprogram.5)Experimentaldatatestandtocarryonthedetailederroranalysisformatchingsystem,themainlyistemperaturemeasuringtheoreticalerrorandmatchingTheoreticalerror.Andthetemperaturemeasurementexperimentaldataandmatchingexperimentaldataweremeasured.Thematchingsystemresearchanddevelopmenttosolvetheconsistencyofmultiplematchingsensorsystemandtheexpandabilityproblems,Andtosolvetheproblemeffectivelyofproductionefficiencyinthetemperaturesensormeasurementandmatching,anditprovidedsomeusefulmethodsandsystemframefortheconstructionofsimilarautomaticmatchingsystem.Keywords:Pt100;temperaturemeasurement;themetchingofTemperaturesensor;Atmega16浙江理工大学硕士学位论文热量表温度传感器配对系统的研究与设计IV目录摘要............................................................................................................................................IAbstract....................................................................................................................................II目录.........................................................................................................................................IV第一章绪论.............................................................................................................................11.1课题研究背景..............................................................................................................11.2热量表国内外研究现状..............