TLM型智能溫度巡測儀

摘 要：TLM型智能溫度巡測儀采用MCS-51系列單片機控制多點溫度輪流顯示，可任意設定各通道的熱電阻、熱電偶分度好及上下限報警值，報警時各路是有發光二極管指示。

關鍵詞：TLM型溫度巡測儀；控制溫度；熱電阻；熱電偶

1 概述

TLM型智能溫度巡測儀采用MCS-51系列單片機控制40點溫度輪流顯示，經放大器放大后，送A/D轉化成數字量，經I/O口送到單片機進行計算處理，顯示溫度值，可以任意設定各通道的熱電阻、熱電偶分度號及上下限報警值。

2 智能溫度巡測儀工作指標及操作系統

2.1 儀器主要特征及技術指標

測溫范圍：

S：350℃-1700℃

E： 0℃-600℃

T：0℃-400℃

K：0℃-800℃

BA2：0℃-500℃±

BA1：0℃-500℃

Pt100：0℃-500℃

Cu50：-50℃-150℃

G：-50℃-150℃

儀表測試精度：0.5級

儀表報警精度：顯示溫度±1個字

顯示方式：報警點-用紅色發光二極管顯示

測量通道號-用兩位LED顯示

測量溫度-用四位LED顯示

報警方式：音響信號動作5妙左右自動復位。以后檢測該路越限時，自動封鈴，但其它通道越限時，仍有音響信號。

報警指示：紅色發光二極管指示各路的報警點。越限時，發光二極管亮，復限時自動熄滅。

消耗功率：≤15W

2.2 系統原理

TLM型智能溫度巡測儀采用MCS-51系列單片機控制40點溫度輪流顯示，經放大器放大后，送A/D轉化成數字量，經I/O口送到單片機進行計算處理，顯示溫度值，送出報警信號，其中熱電阻和熱電偶信號是分開的，恒流源是由單片機根據被測通道上所接測溫元件的分度號來控制的，當被測通道上接的是熱電偶時，單片機切斷恒流源，當被測通道上接的是熱電阻時，單片機接通恒流源。

2.2.1 MCS-51系列單片機包括8051、8751、和8031這三個基本的產品，還包括8052、8032等改進型產品，它們的引腳和指令系統完全兼容，僅在內部結構和應用特性方面存在微小差異。8051的內部結構中包括一個八位數的微處理器，128個字節的RAM、4K字節的ROM、一個全雙工串行口、兩個16位的定時器/計數器等；單片的8051就是一個完善的微型計算機。8751是以內部4K字節的EPROM代替8051內部結構的ROM。8031內部結構沒有ROM，但外接一片EPROM就相當于8051，它具有功能強、價格低、使用靈活、開發方便等特點，適合在我國推廣應用。MCS-51系列單片機功能部件包括微處理器、存儲器和I/O端口等，它們通過內部總線緊密的聯系在一起。

2.2.2 MCS-51單片機是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定時器/計數器和多種功能的I/O線等一臺計算機所需要的基本功能部件。MCS-51單片機內包含下列幾個部件：◆一個8位CPU；◆一個片內振蕩器及時鐘電路；◆4K字節ROM程序存儲器；◆128字節RAM數據存儲器；◆兩個16位定時器/計數器；◆可尋址64K外部數據存儲器和64K外部程序存儲器空間的控制電路；◆32條可編程的I/O線（四個8位并行I/O端口）；◆一個可編程全雙工串行口；◆具有五個中斷源、兩個優先級嵌套中斷結構。

2.2.3 放大器由組件OP07構成，OP07芯片是一種低噪聲，非斬波穩零的雙極性運算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調電壓（對于OP07A最大為25μV），所以OP07在很多應用場合不需要額外的調零措施。OP07同時具有輸入偏置電流低（OP07A為±2nA）和開環增益高（對于OP07A為300V/mV）的特點，這種低失調、高開環增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測量設備和放大傳感器的微弱信號等方面。

3 智能溫度巡測儀內部結構

3.1 微處理器單元

微處理器單元是單片機內部的核心部件，由它讀入用戶程序，并逐條執行命令，它由運算器模塊和控制器模塊組成。其中運算器模塊是實現數據的算術和邏輯運算，位變量處理和數據傳送控制等?？刂破髂K是單片機的心臟，由它產生執行指令的操作時序。

3.2 存儲器

存儲器包括程序存儲器和數據存儲器，這兩類儲存空間是相互獨立的，物理結構也不同。程序存儲器為只讀存儲器，數據存儲器為隨機存取存儲器。MCS-51系列單片機有128個字節的隨機存取存儲器RAM，它們可以作為數據緩沖器，堆棧、工作寄存器或軟件標志寄存器等。CPU對內部RAM有豐富的操作指令。可以在P0口和P2口上外接隨機存取存儲器RAM，以擴展數據存儲器的容量。

3.3 I/O端口

MCS-51單片機有四個雙向的8位并行端口，每個口都包含有一個鎖存器，一個輸出驅動和輸入緩沖器。各I/O端口的每位鎖存器均由D觸發器組成，在CPU的“寫鎖存器”信號的驅動下，可將內部總線上的信息寫入鎖存器中。

4 智能溫度巡測儀維護與故障修理

4.1 維護

4.1.1 儀表應盡可能遠離強電磁場和振動源。

4.1.2 儀表的輸入信號線要遠離交流電源線。

4.1.3 儀表每過半年或一年要重新校正一次。

4.2 故障修理

隨著我國國民經濟的迅速發展與巡測儀高精度技術優勢的發展，使玻璃溫度計越來越適應不了檢測諸如干燥箱、熱老化試驗箱、水泥、混凝土、電焊條養護箱、生化培養箱等溫度的動態測量、自動化及智能化發展的趨勢。TLM型智能溫度巡測儀在實際應用中工作性能穩定、測量溫度準確、精度較高，適用范圍廣泛可以單獨使用作為監控儀，應用于廠房測量各部分的工作溫度，也可以作為智能控制系統的一部分，與其他設備協同工作。

參考文獻

[1]沙占友，沙占文，高俊嶺.新型數字萬用表原理與維修[J].電子工業出版社，1994（8）.

[2]張毅剛，修林成，胡振江.單片機應用設計[J].哈爾濱工業大學出版社，1990（8）.