单片机控制的热敏电阻特性测量数控加热电源设计

"本文介绍了一种新型的热敏电阻特性测量系统，该系统基于单片机控制的数控加热直流电源，解决了旧式测量系统中精度低、安全隐患和效率低下的问题。通过A/D转换器测量电阻，18B20传感器测量温度，实现了系统的智能化。系统的关键是设计出能精确控制并输出稳定电流和电压的加热电源，以避免影响实验精度的温度突变。此外，这种数控电源也可应用于其他需要恒压恒流直流电源的场景。系统方案中，采用了AVRmega16L作为主控制器，结合恒压和恒流控制策略，以及精细的纹波电流管理，确保电源的稳定性和精度。" 在这个电源技术的创新中，作者提出了一种全新的热敏电阻特性测量解决方案。传统的测量方法，如水热法、温度计和手动电桥，存在显著的误差和安全风险。为了解决这些问题，作者引入了单片机技术，采用数控直流电源进行加热，这种方法能够更精确地控制温度，避免了由脉冲电压或电流导致的温度波动。同时，利用A/D转换器测量电阻，18B20数字温度传感器则负责监测温度，这样构建的系统大大提高了测量的准确性和安全性。 系统的核心是基于AVRmega16L的控制器，它能够检测电源电压，并通过继电器选择恒流或恒压充电模式。恒压模式下，通过AMS1117提供稳定的电压输出；在恒流模式下，通过实时的A/D检测和DA控制，确保电流的稳定性。为了达到小于1mA的纹波电流要求，系统进行了详细的滤波设计，包括选用低噪声元件，如云母电容和金属膜电阻，并结合电感和电容来减少纹波。在接地设计上，数字地和模拟地分开处理，最后单点共地，以优化信号质量。 系统框图展示了整个设计的架构，其中恒流电路的控制是通过主控芯片预置的电流值通过D/A芯片AD669输出电压，转化为电流并进行反馈，通过A/D芯片AD1*输入到主控芯片进行调整，实现精确的电流控制。这一设计体现了数字控制在电源系统中的优势，能够灵活适应不同需求，提高测量的精度和可靠性。 这个电源技术的改进对于热敏电阻特性的测量具有重要意义，不仅提升了测量精度，还增强了系统的安全性与效率，其设计理念和技术实现也对其他需要稳定直流电源的领域提供了有价值的参考。