慧聪网首页 > 电气行业 > 技术文章 > 科技文库
行业搜索
一种新型数字温度测量电路的设计及实现
2006年6月16日 9:7  来源:电子技术应用

   摘要:提出一种内嵌时钟功能的温度测量电路的设计方案。测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过振荡器将温度传感器的阻值变化转换为频率信号的变化,实现模拟信号到数字信号的转换,然后利用数字信号处理方法计算得出温度值,实现温度的测量。

    关键词:温度传感器 振荡器 FPGA

    用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。本文提出了一种新型的数字式温度测量电路的设计方案,该方案集成了温度测量电路和实时日历时钟电路。

    温度测量电路的测温范围在-20℃~50℃之间,分辨率为1℃,测温时间小于1秒。电路中采用凌特公司的电阻可编程振荡器LT1799来实现电阻值到频率的转换,然后根据预先存储在ROM中的参数值进行比较映射得到待测温度值。实时日历时钟电路能显示年、月、日、星期、时、分、秒七种时钟信号,用户可以对时间进行设定或修改。整个电路用Altera公司的ACEX1K系列的FPGA进行了硬件仿真实现,电路设计灵活,便于修改。

    1、测温原理

    温度监测主要是利用温度传感器来实现。本设计的温度传感器采用的是NTC热敏电阻,即具有负温度系数的热敏电阻,其电阻值(RT)随温度(T)的升高而迅速减小。设计中选用的是R25℃为100kΩ的MF58高精度测温热敏电阻,热敏指数为3650K。

    LTC1799是一种电阻可编程振荡器[1],可以产生占空比为50%的方波,并具有温度稳定和电源电压稳定的特性,是一种低功率器件,外围仅需一个元件,即设置电阻和旁路电容。LTC1799标准电路如图1所示,图中0.1μF的电容接在电源引脚与地之间,可以将电源噪声降至最低。第1、3引脚之间连接设置电阻,用来控制输出频率,本设计中用热敏电阻替代设置电阻。第4引脚是一个三态分频引脚,决定主控时钟在输出前是被1、10或100分频,设计中将该引脚接地,即输出分频系数为1。  

    由于热敏电阻的阻值随温度的变化而改变,这样便可以通过LTC1799建立温度和频率之间的关系,以实现对温度的测量。

    由(1)、(2)式可知电路设计中存在两种非线性关系:一是热敏电阻的阻值和温度之间的非线性关系,二是阻值频率转换时的非线性。对非线性问题,可以用数学方法进行处理,但算法比较繁琐,而且要占用大量的硬件资源。因此设计中采用了另外一种方法进行处理,即利用ROM预先存储频率—温度的数据,通过查表法进行温度映射。这样既避免了非线性问题的影响又节省了硬件资源。

   

0606161

   图1LTC1799标准电路

点击此处查看全部新闻图片

[1] [2] [3] [4] 下一页 
 
 [关键词]:温度 电量 传感器  发表评论    【推荐】 【打印

相关文章 更多 
·ADI将量产可对测定范围编程的角速度传感器  (6.14 9:23)
·组图:接近传感器的跨越行业界限  (6.12 14:18)
·传感器知识扫盲:什么是智能传感器  (6.1 9:4)
·欧盟利用纳米生物传感器研制电子鼻  (5.24 8:32)
·目前新型气体传感器的研究动态及其发展方向  (5.17 12:55)
·如何选用各类传感器和变送器  (3.9 10:55)
·俄罗斯开发新的传感器以测量矿井煤尘含量  (12.7 11:7)
·气体传感器的研究及发展方向  (12.6 10:54)
·“角度型静磁栅阀位传感器”现立项研制  (7.15 11:53)
·利用钻柱上的双传感器进行随钻地震测量  (3.8 15:36)
我来评两句〖查看最新评论〗 
请您注意:
·遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
·承担一切因您的行为而导致的法律责任
·本网留言板管理人员有权删除其管辖留言内容
·您在本网的留言,本网有权在网站内转载或引用
·参与本留言即表明您已经阅读并接受上述条款
昵称:匿名

文字广告
热点推荐

施耐德推出以太网交换机
关注:全国各地废铜价
专业照明掘金节能乐土
继电器市场如何开拓
点石技术 突破行业瓶颈
热点专题
产经要闻-hc360慧聪网电线电缆行业市场及技术动态
产经要闻-hc360慧聪网质疑:节电产品是否节电?
热销产品

高效节电产品系列

小型变频器系列