发布时间 : 星期三 文章毕业设计(论文)---基于FPGA的蓝牙数据采集系统更新完毕开始阅读1ecd5c596d175f0e7cd184254b35eefdc8d315d8
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此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，从而提高有效发射系数式中ε为材料表面发射率，ρ为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度（即介质温度）进行修正而得到介质的真实温度。
非接触测温优点：测量上限不受感温元件耐温程度的限制，因而对最高可测温度原则上没有限制。对于1800℃以上的高温，主要采用非接触测温方法。随着红外技术的发展，辐射测温，逐渐由可见光向红外线扩展，700℃以下直至常温都已采用，且分辨率很高。
3. 模拟温度传感器
传统的模拟温度传感器，如热电偶、热敏电阻和RTDS对温度的监控，在一些温度范围内线性不好，需要进行冷端补偿或引线补偿；热惯性大，响应时间慢。集成模拟温度传感器与之相比，具有灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点，而且它还将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上，有实际尺寸小、使用方便等优点。常见的模拟温度传感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103电压输出型、AD590电流输出型。这里主要介绍该类器件的几个典型，如下：
(1)AD590温度传感器。 (2)LM135/235/335温度传感器。 4. 逻辑输出型温度传感器
在许多应用中，我们并不需要严格测量温度值，只关心温度是否超出了一个设定范围，一旦温度超出所规定的范围，则发出报警信号，启动或
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关闭风扇、空调、加热器或其它控制设备，此时可选用逻辑输出式温度传感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。
(1)LM56温度开关。
(2)MAX6501/02/03/04温度监控开关。 5. 数字式温度传感器
(1) MAX6575/76/77数字温度传感器。
(2)可多点检测、直接输出数字量的数字温度传感器[6]。
3.2 温度传感器的选型
温室的温度变化范围通常在10℃-40℃之间，精度要求为1，因此可采用AD590集成温度传感器。这种传感器是单片集成两端感温电流源，它的线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便，在整个测温范围内的误差小于0.5，具体数据如下[7]：
1．电源电压：4V~30V 2. 测温范围：-55℃~+150℃ 3．温度系数：1uA/℃ 4．输出电阻：710MΩ
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第4章 A/D转换器
4.1 A/D转换器的选择
随着超大规模集成电路技术的飞速发展和计算技术在工业领域的广泛应用，A/D转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。为了满足各种不同的检测和控制任务的需要，大量结构不同、性能各异的A/D转换电路应运而生。有传统的并行型、逐次逼近型、积分型，也有近年来新发展起来的∑一△型和流水型等，各种类型的ADC各有其优缺点，可满足不同的要求
[8]
。
4.1.1 A/D转换器的分类及其特点
目前，模数转换集成电路主要由以下几种类型： 1. 并行比较ADC
并行比较ADC是现今速度最快的模/数转换器，通常称为“闪烁式\。它由电阻分压器、比较器、缓冲器及编码器四部分组成。这种结构ADC的所有位同时转换，其转换时间主要取决于比较器的开关速度、编码器的传输时间延迟等。增加输出位数对转换时间的影响较小，但随着分辨率的提高，需要高密度的模拟设计，以实现转换所需的大量精密分压电阻和比较器电路。例如，N位ADC需要2n个精密电阻和2(n-1)个并联比较器。这类ADC的优点是:模数转换速度高。
2. 逐次逼近型
逐次逼近型ADC是应用非常广泛的模/数转换方法，它由比较器、DIA转换器、比较寄存器、时钟发生器以及控制逻辑电路组成。它将采样输入信号与已知电压不断进行比较，然后转换成二进制数。主要通过二分探索法求得一数字码，使其对应的电压最接近于输入电压。这一类型ADC的优点:转换速率比较高，采样速率可达1MSPS；与其它ADC相比，功耗相当低；转换精度也比较高。在高精度、快速A/D变换中应用最为广泛。
3. 积分型ADC
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前面所讲到的并行比较ADC和逐次逼近型ADC均属于直接转换ADC,而积分型和后面所讲的压频变换型ADC则属于间接ADC。积分型ADC又称为双斜式ADC。它的基本原理是通过两次积分将输入的模拟电压转换成与其平均值成正比的时间间隔。与此同时，在此时间间隔内利用计数器对时钟脉冲进行计数，根据时间间隔的值计算出模拟电压的值，从而实现A/D转换。积分型ADC的转换精度只取决于参考电压，因此容易提高它的精度。这类ADC主要应用于低速、精密测量等领域。其优点是:分辨率高、功耗低、成本低。
4. 压频变换型ADC
压频变换型ADC是先将输入模拟信号的电压转换成频率与其成正比的脉冲信号，然后在固定的时间间隔内对此脉冲信号进行计数，计数结果正比于输入模拟电压信号的数字量。从理论上讲，这种ADC的分辨率可以无限增加，只要采样时间足够长，即满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是:精度高、价格低、功耗低。
5. ∑--△型ADC
与一般的ADC不同，∑--△型ADC不是直接根据抽样数据的每一个样值的大小进行量化编码，而是根据前一量值与后一量值的差值即所谓的增量的大小来进行量化编码。∑--△型ADC由两部分组成，第一部分为模拟∑--△调制器，第二部分为数字抽取滤波器。由于∑--△具有极高的抽样速率，通常比奈奎斯特抽样频率高出许多倍，因此∑--△转换器又称为过抽样转换器A/D。这一技术的优点:分辨率可高达24位，比积分型及压频变换型ADC的转换速率高，可实现低价格、高分辨率的数据采集。
6. 流水线型ADC
流水线型ADC (pipeline)又称为子区式ADC，它由若干级级联电路组成，每一级包括一个采样/保持放大器、一个低分辨率的ADC和DAC以及一个求和电路，其中求和电路还包括可提供增益的级间放大器。快速精确的n位转换器分成两段以上的子区(流水线)来完成。流水线ADC不但简化了电路设计，还具有如下优点:每一级的冗余位优化了重叠误差的纠正，具有良好的线性和低失调性；每一级具有独立的采样/保持放大器，前一级电路的采样/保持可以释放出来用于处理下一次采样，因此允许流水线各级同时
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