温度湿度压力测量仪

论文摘要

温度、湿度是非常重要的物理参数,温湿度测量及控制技术广泛应用于气象监测、食品仓储、工农业生产、军事及工业控制中。因而,构建一个安全可靠的高精密温度湿度测量系统具有重要的社会和经济意义。本课题的主要任务是完成一个高精度的温度、湿度及压力测量系统。通过综合分析国内外温度湿度压力测量技术现状,提出了一种将单片机技术和干湿球测湿原理结合的设计方案,并完成了相应硬件电路、软件系统的设计。系统以热力学干湿球理论作为温湿度测量基础,硬件电路采用单片机AT89C52为控制核心,外扩GAL16V8逻辑控制、E2PROM存储器28C04、DS12887实时时钟等电路;以LPTC热敏电阻作为感温元件,采用平衡电桥法测量15路温度信号,获得准确的干、湿球温度,然后借助干湿球方程换算出7路湿度值;采用美国ICSensors公司的17型带温度补偿硅压阻式压力传感器芯片测量1路大气压力;配合多路转换开关CD4051和CD4052、双斜率积分模数转换器ICL7135、低噪声高精密运算放大器OP07等实现温度、湿度、压力的高精度测量;通过4×6矩阵键盘、OLED液晶显示终端、串行通信口等为用户提供良好的人机接口,便于校调。软件设计采用模块化,主要包括主程序、温度和压力数据采集程序、湿度计算程序、参数存储和修正程序、画面显示结构及液晶驱动程序、键盘驱动程序等功能模块。经实际运行测试表明,本温度湿度压力测量仪简单可靠、可维护性好,测温精度可达到±0.01℃,相对湿度的测量准确度可优于1%RH,同时,它可一机多用,既能完成高精度的温湿度标准表的功能,又能方便地应用于普通环境空间布点的温湿度测量,具有重要的经济价值和实用价值,应用前景良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 温度测量方面
• 1.2.2 湿度测量方面
• 1.3 本课题的主要工作
• 第2章 系统总体方案的设计
• 2.1 设计需求
• 2.1.1 测量需求
• 2.1.2 技术要求
• 2.2 总体设计方案
• 2.2.1 硬件总体结构
• 2.2.2 工艺结构设计
• 2.3 温度湿度测量方法及实现
• 2.3.1 温度湿度的基础知识
• 2.3.2 干湿球温度计理论
• 2.3.3 温度湿度测量的实现
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统硬件电路的设计
• 3.1 信号采集与处理电路
• 3.1.1 热敏电阻
• 3.1.2 平衡电桥测温电路
• 3.1.3 大气压力采集电路
• 3.1.4 温度传感器及测量通道切换电路
• 3.2 ICL7135 模数转换电路
• 3.2.1 ICL7135 芯片简介
• 3.2.2 A/D 转换接口电路的设计
• 3.2.3 时钟振荡电路
• 3.2.4 基准电压
• 3.3 CPU 及其扩展电路
• 3.3.1 CPU 选型
• 3.3.2 GAL16V8[28][29]逻辑控制
• 3.3.3 E2PROM 电路
• 3.4 实时时钟电路
• 3.5 人机接口模块
• 3.5.1 键盘电路设计
• 3.5.2 液晶显示设计
• 3.6 RS232 串口通信
• 3.7 系统电源设计
• 3.8 测量仪实物照片
• 3.9 本章小结
• 第4章 系统软件设计与实现
• 4.1 主程序
• 4.2 数据采集程序模块
• 4.2.1 测量程序
• 4.2.2 A/D 采样程序
• 4.3 湿度计算程序模块
• 4.4 参数修正程序
• 4.4.1 温度修正程序
• 4.4.2 大气压力校正程序
• 4.4.3 A 值修正程序
• 4.4.4 时间修正程序
• 4.5 参数存储程序
• 4.6 液晶画面显示程序设计
• 4.6.1 画面显示结构
• 4.6.2 液晶显示驱动程序设计
• 4.7 键盘扫描驱动程序
• 4.8 串口通信程序
• 4.9 本章小结
• 第5章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文情况