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具有无线数据传输功能的红外测温仪设计

作 者: 李文星
导 师: 马洪涛
学 校: 河北科技大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 红外测温 数据传输 无线通信 PTR8000
分类号: TH811
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


温度是重要的热工参数之一,温度的控制和设定是工业生产安全和产品质量的保证,在许多场合都要求进行温度自动监测与控制。红外测温技术能够实现这一要求,它具有测温范围广,响应速度快,灵敏度高、准确性强等优点,可实现非接触无损测量,应用极为广泛。本文基于普朗克定律研究并设计红外测温仪,基于无线通信模块实现PC机与红外测温仪之间的数据传输,并在C++ Builder集成平台下,开发了上位机管理软件,并最终实现了温度实时显示、存储以及历史数据查询等数据管理功能。本文所设计的测温系统实现思路可为类似热工参数的测量参考。本文对红外测温仪关键技术进行了分析,并设计了具有无线数据传输功能的红外测温仪,具体内容包括:首先,提出了红外测温仪的几项关键技术,这些技术为整个系统设计与实现奠定了基础;其次,对测温系统进行了研究设计,包括测温头的选取、系统光路的设计、信号接收与处理等电路的设计再次,基于PTR8000模块设计实现数据的无线传输功能,对测温仪进行功能扩展——可进行无线数据传输;最后,以MSP430F149为核心,进行了相应的软件的编写与调试。通过大量实验,验证其可行性与可靠性,对仪器进行定标,给出其设计参数等技术指标。并从提高系统抗干扰等可靠性方面,讨论了电路和印制板设计中需要考虑的问题。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 商品化红外测温仪  10-11
  1.3 红外测温仪的应用  11-13
  1.4 本章小结  13-14
第2章 红外非接触测温原理  14-20
  2.1 红外测温原理  14-17
  2.2 短距离无线数据传输技术  17-19
  2.3 本章小结  19-20
第3章 光路设计与光电系统  20-30
  3.1 系统光路  20-21
    3.1.1 常见红外光学系统结构  20-21
    3.1.2 红外光学系统设计  21
  3.2 探测器及光电系统  21-29
    3.2.1 热探测器的工作原理  21-23
    3.2.2 红外探测器的主要特性  23-24
    3.2.3 光探测器的参数及选择  24-28
    3.2.4 接收模块的结构  28
    3.2.5 信号前置电路  28-29
  3.3 本章小结  29-30
第4章 光电信号的采集与处理  30-44
  4.1 系统原理图  30-36
    4.1.1 电源模块  31-32
    4.1.2 信号处理模块  32
    4.1.3 数据存储模块  32
    4.1.4 输入输出模块  32
    4.1.5 串口通信模块  32
    4.1.6 无线数据传输模块  32-36
    4.1.7 其他电路模块  36
  4.2 系统PCB版图  36-40
    4.2.1 元器件布局和布线  36-37
    4.2.2 信号完整性考虑  37-38
    4.2.3 电源和地的考虑  38-39
    4.2.4 旁路滤波电容  39
    4.2.5 敷铜  39-40
  4.3 系统流程  40-43
  4.4 本章小结  43-44
第5章 系统实验与结果分析  44-50
  5.1 系统测温实验  44-45
  5.2 测温结果分析  45-47
    5.2.1 系统误差分析  46-47
    5.2.2 减小误差的措施  47
  5.3 仪器标定  47-49
    5.3.1 系统的标定  47-48
    5.3.2 重复性实验  48-49
  5.4 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-53
攻读硕士学位期间发表的论文  53-54
致谢  54-55
个人简历  55

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 热工量的测量仪表 > 温度测量仪表
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