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本文在總結前人研究經(jīng)驗的基礎上，對傳感器理論及其在溫度測量方面的應用進行了深入研究。為了解決現(xiàn)有熱電偶溫度傳感器中存在的低精度、低靈敏度、信號提取困難、高成本、通信困難等缺點，提出了一種可行性的具有高精度、小體積、多功能、智能化的熱電偶傳感器的設計方案。詳細介紹了硬件和軟件部分的設計過程，并根據(jù)設計中存在的問題提出了自己的解決方法。
為了降低設計成本，本文采用高性價比的C8051F350作為下位機的主控芯片。C8051F350內集成了實現(xiàn)溫度采集和處理的大部分硬件，簡化了硬件電路設計，降低了系統(tǒng)的功耗。系統(tǒng)集成了無線收發(fā)電路模塊，實現(xiàn)了無線通信功能。排版設計時充分考慮了整個系統(tǒng)的電磁兼容性，優(yōu)化了布線方案，增強了系統(tǒng)的抗干擾能力。
本文以簡單的模塊化的硬件電路為依托，采用較為完善的軟件程序設計來實現(xiàn)熱電偶變送器的高精度和智能化等功能。軟件編程時，采用了數(shù)字濾波算法、非線性自校正技術、溫度自動補償算法等方法對采集的溫度進行處理、修正和補償，不僅有效減弱甚至清除了各種外界和內部的干擾，而且提高了系統(tǒng)的精度和數(shù)據(jù)采集的準確度。系統(tǒng)故障診斷的功能設計保證了系統(tǒng)工作的可靠性。文中串行通信和上位機控制界面的應用，實現(xiàn)了人機對話和遠程監(jiān)控。
本文利用Visual Basic軟件設計上位機顯示界面，通過人工操作可以讀取智能變送器地址、型號、通信波特率，并可以設置智能壓力變送器配置參數(shù)，顯示采集的數(shù)據(jù)、故障信息等功能。
本文對硬件和軟件的各個功能模塊進行了詳細的仿真和調試驗證。通過Multisim軟件仿真供電電路，得出合適的配置方案；經(jīng)過大量的實驗，得出了無線通信的額定傳輸距離；通過對程序的多次調試實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送以及對傳感器的信息配置。
