CD4051和AD595制作的温度采集仪_CD4051输入输出电压不一致的原因 - CSDN文库

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CD4051和和AD595制作的温度采集仪制作的温度采集仪

在电子工业中，随着整机集成度的提高和元器件的微型化、复杂化，在印制板上焊接元件时对各种焊接设备如

波峰焊、回流焊、SMT等在内的温度工艺要求越来越高。这就需要一种可移动的温度数据采集仪器，能随传送

带进入焊炉内，测量记录下不同焊点在印制板上的焊盘孔、过孔等在焊炉内不同位置时的温度参数，并能将测

量数据方便地传送给电脑，进行数据曲线的显示、分析和打印，以便制定和执行合适的工艺流程。无线通信可

以去除设备对线缆和连接器的依赖。IrDA红外通信是一种低价且适应性广的短距离无线通信技术，只要通信双

方都支持IrDA协议，就能很快建立通信链路，实现数据交换。近来红外通信在电子设备中得到了广泛的应用。

为此，研

在电子工业中，随着整机集成度的提高和元器件的微型化、复杂化，在印制板上焊接元件时对各种焊接设备如波峰焊、回流

焊、SMT等在内的温度工艺要求越来越高。这就需要一种可移动的温度数据采集仪器，能随传送带进入焊炉内，测量记录下

不同焊点在印制板上的焊盘孔、过孔等在焊炉内不同位置时的温度参数，并能将测量数据方便地传送给电脑，进行数据曲线的

显示、分析和打印，以便制定和执行合适的工艺流程。

无线通信可以去除设备对线缆和连接器的依赖。IrDA红外通信是一种低价且适应性广的短距离无线通信技术，只要通信双方都

支持IrDA协议，就能很快建立通信链路，实现数据交换。近来红外通信在电子设备中得到了广泛的应用。为此，研制了带有红

外接口的移动式温度数据采集仪。该仪器由可充电电池供电，以1Hz的采集率同时对≤8的温度测量点采集600s的数据。温度

测量范围为0℃～300℃，测量精度为满量程的1%。测量数据存于E2PROM中，可掉电保存，直到下次采集将数据更新。通

过串行红外接口，仪器可将存储的测量数据方便地传送给电脑。用可视化编程工具Visual Basic6.0制作了Windows界面的数据

接收和处理软件，既

方便硬件间的连接又便于测量数据的输出与分析。

1 采集仪的硬件原理

仪器的硬件设计贯彻了确保性能、缩小外形(特别是高度要求苛刻)、便于移动、降低功耗和机内隔热的原则。硬件框图如图1

所示。图1中数据存储单元是具有I2C串行接口的E2PROM，用于保存测量数据。红外接口电路采用Vishay公司的TFDS4500

串行红外收发模块及其控制器TOIM3232。

1.1 信号调理及AD595芯片的应用

八个通道的K分度号热电偶将温度信号转换成mV级电压信号输入给采集仪。信号调理电路包括多路切换电路和热偶信号调理

专用电路AD595。在实际的热电偶测温中，必须进行冷端补偿、调零、电压放大和线性化等比较繁琐的工作，否则会造成很

大的误差。AD595是AD公司针对上述问题设计的专用芯片，内部具有放大、冷端补偿、冰点基准、温差电偶故障报警等电

路。被测温度与AD595输出电压的关系是10mV/℃，芯片在+5V~+30V范围内都可正常工作。随所测温度量程增大，电源电压

应相应提高。图2 是模拟开关电路CD4051与AD595组成的信号调理电路。需注意的是，AD595的第1脚要求接热电偶正极且

接地，模拟开关切换的是各热电偶的负极。

图2中电位器Ｗ用于微调冷端补偿电压。AD595的7脚是负电源端，由于不测0℃以下的温度，不用负压供电，所以7脚可接

地。AD595的12、13脚是热偶故障报警电路的输出端，13脚接地后，集电极开路的12脚接上拉电阻。热偶正常时输出高电

平，断偶故障时输出低电平。将这个逻辑电平引入单片机，用于对14脚热偶电压的正确判断。

1.2 模数转换及MAX144电路的应用

模数转换电路是以单片机为核心的数据采集系统的关键环节，这里采用美信公司12bit串行输出的A/D器件MAX144。它具有两

个输入通道，通道CH1用于转换来自信号调理电路的温度测量信号；另一通道CH0用来转换仪器内的电池电压信号(电池电压

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