电烤箱温度控制系统

电烤箱温度控制系统

出Q0~Q7 状态与输入端D1~D7状态相同；当C发生负的跳变时，输入端D0~D7 数据锁入Q0~Q7。51单片机的ALE信号可以直接与74LS373的C连接。

2.2 传感器电路设计

随着新技术革命的到来，世界开始进入信息时代，在利用信息的过程中，首先要解决的就是获取准确可靠地信息。传感器是获取自然、生产、科研领域中信息的主要途径与手段。 2.2.1传感器概述

根据国家标准，传感器的定义是：能感受规定的被测量并按照一定得规律转换成可用输出信号的器件或装置。

传感器一般由敏感元件，转换元件和转换电路三部分组成。其组成框图如2-7所示。

被测量 → 敏感元件 → 转换元件 → 转换电路 → 电量

图2.8 传感器组成框图

敏感元件，它是直接感受被测量并输出与被测量成确定关系的某一种量的元件。 转换元件，敏感元件的输出就是它的输入。它把输入转换成电路参量。转换电路，上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。

传感器按其工作原理可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。

物理传感器是利用某些变换元件的物理性质，以及某些动作功能材料的特殊物理性能制成的传感器。

化学传感器是利用电化反应原理，把无机和有机化学物质的成分。浓度等转换为电信号的传感器。

生物传感器是一种利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质的传感器。

科学技术的发展和社会进步的需要，推动着传感器技术的迅速发展。目前传感器技术的发展方向主要有开发新型传感器，开发新材料，采用新工艺，集成化多功能化与智能化等几个方面。 2.2.2传感器的基本特性

根据被测量的变化状态，可以把传感器的输入量分为静态量和动态量两类。静态量指传感器的输入量位程序状态信号或变化及其缓慢的准静态信号；动态量指传感器的输入量为周期信号、瞬变信号或随机信号等时间变化的信号。其中，传感器的静态特性是指传感器在被测量处于稳定状态下的输出输入关系。传感器的静态特性是在静态标准工作条件测定的。衡量传感器静态静态特性的主要技术指标有量程、线性度、迟滞、重复性，灵敏度、漂移等。传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的技术性能指标及改善性能途径。 （一）传感器的技术性能指标

10

电烤箱温度控制系统

1）传感器的动态性能指标

A 量程指标：包括测量范围、过载能力等。

B 灵敏度指标：包括灵敏度、分辨力、满量程输出、输出输入阻抗等。

C 精度有关指标：包括精度（误差）、重复性、线性、滞后、灵敏度误差、阀值稳定性、漂移等。

D动态性能指标：包括固有频率阻尼系数、时间常数、频响范围、频率特性、潮湿、抗介质腐蚀能力、抗电磁场干扰能力等

2）可靠性指标：

包括工作寿命，平均故障时间，保险期、疲劳性能、绝缘电阻耐压弧性能等 3）其他指标：

A使用方面：包括供电方式（直流、交流、频率及波形等）、电压幅度与稳定性功能、各项分布参数等临界频率、临界速度、稳定时间等。

4)环境参数指标

A 温度指标包括工作温度范围、温度误差、温度漂移、温度系数、热滞后等。 B抗冲击振动指标：包括各向冲击振动的频率、振幅、加速度、冲击振动引入的误差等。

C其他环境参数：包括抗

D结构方面：名手外形尺寸质量、壳体材质、结构特点等 E 要装连接方面：包括安装方式、馈成、电缆等 （二）改善传感器性能的技术途经 A差动技术 B平均技术 C零示法和微差法 D闭环技术

E屏蔽隔离子干扰抑制 F补偿修正技术 G稳定性处理。

根据本设计要求选用热电式传感器。

将被测量变化转换成热生电动势的传感器称热电式传感器、热电式传感器可将温度及温度相关的信号转化为电量输出、热电式传感器有热电阻、热敏电阻、热电效方式等各种类型。

根据电烤箱的特点采用热电阻传感器。

热电阻利用金属导体的电阻值随温度升高而增大的特性来来进行了温度测量的，常用测量范围为-20。C-+150。C。随着其技术的发展，其测温范围也不断扩大，低温已可测量1K-3K,高温则可测量1000。C -1300。C。

热电阻力传感器的主要优点有：

11

电烤箱温度控制系统

A测量精度高，热电阻材料的电阻温度特性稳定，重复性好，不存在热电偶参比端误差问题

B测量范围较宽，尤其在低温方面 C易于在自动测量或远距离测量中使用 常用的热电阴材料有铂、铜、镍、铁等 2.2.3热电阻的测量电路及应用

热电阻常用接入电桥使用引出线有两、三线式和四线式几种形式。采用两浅式接法时（如图2.9所示Rt的接法）引出的导线接于电桥的一个臂上，当由于环境温度或通以电流引起导成温度变化时，将产生附加电阻、引起测量误差，所以，当热电阻值较小时，常采用三线式、四线式接法，以消除接线电阻和引线电阻的影响

三线式接法是将两条具有相同温度特性的导成接于相邻两桥臂上，此时由于附加电阻引起的电阻变化是相同的，根据电桥的特性，电桥的输出将互相抵消。

(a)二线式接法 (b)三线式接法 (d)四线式接法

图2.9Rt的接法

2.3 A/D转换电路设计

2.3.1逐次逼近型A/D转换器ADC0809

1.ADC0809的内部逻辑结构（如图2.10）。

如图，多路开关可达通讯员89模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址供进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择。

8位A/D转换器是逐次逼近式，由控制时序电路，逐次逼近寄存器，树状开关以及其256R电阻下型网络等组成。

输出锁存器用于存放和输出转换得到的数字量。 2.ADC0809的引脚及各引脚功能

12

电烤箱温度控制系统

图2.10 ADC0809内部逻辑结构图

ADC0809的引脚入各引脚双引直插式封装，其引脚排列见图2-10所示 各引脚功能如下：

①INT—2NO：8咱模拟量输入引脚，ADC0809对输入模拟量的要求主要有二信号单极性，电压范围0~5V；若信号过小还需要进行放大。另外，在A/D转换过种中，模拟量输入的值不应变化太快，因此，对变化速度快的模拟量在输入前应增加采样保持电路。

②A、B、C:地址线，A为低位地址，C为高位地址用于对模拟通道进行选择 ③ALE：地址锁存允许信号，在对应ALE 跳转，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。

图2.11 ADC0809引脚功能图

④、START：转换启动信号。START上跳转时，所有内部寄存器清0；START下跳转时，开始进行A/D转换；在A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平

13