图4 电阻测量模块电路
加热模块电路
采用稳压PWM和光耦合技术来控制加热速度,使待测电阻材料在合适的时间内加热到预定温度范围。加热速度控制在20到30分钟内上升100摄氏度是合适的。在其他特殊情况下,也可以通过PWM来调节加热速度加热电路示于图5。
图5 加热电路设计
软件设计
主程序设计
由于处理器速度较快,所以采用c语言编程方便简单。软件流程图示于图6、图7和图8。
图6 主程序流程图
图7 18b20测温程序流程图
图8 电阻测量程序流程图
系统测试
测试工具:标准热敏电阻
测试方法:利用本系统测得标准热敏电阻材料的热敏特性曲线。与标准热敏电阻的标准特性曲线进行比较。实验表明,在一定温度范围内,半导体材料的电阻RT和绝对温度T的关系可表示为,两边取自然对数、得到:ln RT=b/T+C。若以自变量1/t为横坐标,ln RT为纵坐标,则上式图象基本是一直线。得到特性图示于图9。
由图9可看出,特性曲线基本为直线,由于任何热敏电阻都不可能在大温度范围内保持线性性,在误差允许范围内,系统测试成功。
结语
由于系统架构设计合理,功能电路实现较好,系统性能优良、稳定,较好地达到了题目要求的各项指标:
·可满足热敏电阻特性曲线测试要求;
·可实现自动控制与处理,提高实验精度;
·安全性能明显提高。