Pt膜温度传感器批量测试分选系统硬件设计

论文摘要

温度是人类生活中相当密切的物理量,也是人类最早进行检测和研究的物理参数。温度亦是工业过程中最普遍、最重要的操作参数之一。随着社会的发展与进步,温度检测日益重要,应用范围迅速扩大。在工业、农业、交通运输、防灾、医疗、空间和海洋开发以及家用电器等领域中,都要求有温度量的检测。但是测试的低效率一直是影响产品质量、制约生产效率提高的主要因素。因此为更有效的解决温度传感器的自动批量测试、分选问题,从而能够更加快速、准确检测批量温度传感器性能参数,研制开发出一套实用高效的智能化传感器测试系统已迫在眉睫。本课题以Pt膜温度传感器为研究对象,使用MSP430作为主控器件设计了Pt膜温度传感器的批量测试、分选系统,具有多通道选择、定点测试和数据传输等功能。本课题的主要研究工作有:1.采用四线制测量方式进行100通道的测试系统信号调理模块设计,提高批量测试系统的精度。2.采用自动调节输出三档电流的恒流源设计,并采用不同增益的放大电路与之匹配,以满足多种Pt电阻的测试要求。3.采用16位单片机进行测试系统设计,实现Pt膜温度传感器性能参数测试、显示及通讯等工作。本测试系统的研制有效地解决了批量温度传感器性能参数快速、准确检测这一传感器企业亟待解决的问题,为组建类似的检测系统提供了可以借鉴的方法和系统构架。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 传感器测试系统的发展现状及趋势
• 1.2.1 传感器测试技术发展现状及趋势
• 1.2.2 温度传感器的发展现状及趋势
• 1.3 数据采集系统的发展现状
• 1.3.1 单片机技术发展现状
• 1.3.2 PC 机通讯技术发展现状
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 1.5 课题来源及主要研究内容
• 第2章 Pt 膜温度传感器的测量原理
• 2.1 Pt 膜温度传感器的原理
• 2.2 Pt 膜温度传感器的分类
• 2.3 Pt 膜温度传感器的接线方式
• 2.4 系统整体结构设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 信号调理模块电路设计
• 3.1 信号调理模块的构成及工作原理
• 3.2 多路电子开关设计
• 3.3 恒流源的设计
• 3.4 放大电路的设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 单片机系统硬件电路的设计及固件编程
• 4.1 单片机系统硬件设计
• 4.1.1 MSP430 单片机电路设计
• 4.1.2 通信方式及接口设计
• 4.1.3 Modbus 通信协议
• 4.2 固件编程
• 4.2.1 主程序设计
• 4.2.2 按键中断子程序设计
• 4.2.3 串口中断子程序设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 误差分析及实验结果
• 5.1 测试系统测量精度的要求
• 5.2 测试系统的误差来源及理论误差的计算
• 5.3 实验结果及分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢