利用单片机软件作热电偶非线性补偿

一、前言配热电偶的温度数字显示仪在今天是用得十分广泛的仪表之一。这种仪表为了使显示的温度和被测温度之间呈线性关系,大多数采用模拟电路的折线化非线性补偿电路,它采用较多的运算放大器和精密电阻,而放大器的零漂等因素直接影响转换精度,使转换精度较差。为此,本文详细地叙述了利用51系列单片机组成的温度数字显示仪原理,并且利用单片机软件对热电偶的非线性进行补偿,使得热电偶的输出电势与被测温度之间呈线性关系,从而使数显仪的温度示值和被测温度成正比关系,克服了用硬件线性化的精度差、成本大、调整困难等缺点。二、非线性补偿原理热电偶非线性作补偿处理的方法有分段线     

一种精确的热电偶毫伏-温度转换方法

<正> 在温度测量和控制仪表中,普遍采用热电偶将被测温度转换为电信号。各种热电偶的输出电势和被测温度之间的关系都是非线性的。在常规仪表中,设计了许多校正电路进行非线性校正,以便提高温度测量精度。在用微型计算机构成的智能仪表中,可以采用各种数字线性化技术来提高测量精度。使用较多的方法是分段折线法。热电偶的毫伏-温度转换关系可用图1的曲线I表示。在某一段范围内,可用一段直线     

热电偶线性化器的设计

随着科学技术的不断发展，自动化程度不断提高，数字化测量仪表应用越来越广泛。在现代化工业生产中常用热电偶测试高温，测试结果用数字显示，由于热电偶的热电势与温度呈非线性关系，如果测试结果用数字显示必须对热电偶进行线性化处理。介绍了用理想二极管电路与加法器实现对热电偶线性化器原理设计。利用理想二极管的特点，将热电势与温度的非线性用折线逼近的方法将非线性曲线变成线性曲线，然后利用加法器将多个理想二极管电路产生的折线电压相加求和，所得电压经过A／D转换器变成数字信号后进行数字显示。该线性化器线路简单，在测量速度和精度方面都超过指针式仪表；调试、制作方便。     

热电偶非线性补偿电路的设计计算

配热电偶的温度数显仪是用得非常广泛的仪表，这种仪表的热电偶非线性补偿电路的设计是否合理是提高显示精度的关键之一。我国制造简易数显仪表，其采用模拟电路的折线化非线性补偿电路是一种比较经济和实用的方法。由于目前运算放大器的价格比较便宜，性能也比较     

基于神经网络的热电偶传感器的智能信号处理

在先进的控制系统中，智能化热电偶温度传感器已被广泛采用，但由于其非线性校正和冷端温度补偿依然采用硬件或软件查表的方法而存在一定的误差，限制了智能温度传感器精度的进一步提高。该文采用多个神经网络组成一个新结构，同时完成高精度非线性校正和冷端补偿。     

传感器输出信号的线性化处理

在检测装置的组成环节中,往往存在非线性环节,特别是传感器的输出量与被测物理量之间的关系,绝大部分是非线性的.造成非线性的原因主要有二:一是许多传感器的转换原理并非线性,如温度测量,热电阻或热电偶与温度是非线性关系;流量测量,孔板输出的差压信号与流量输入信号之间也是非线性关系;二是采用的测量电路的非线性,例如,测量热电阻用四臂电桥,电阻的变化引起电桥失去平衡,出现的输出电压与电阻之间的关系为非线性.对于这类问题的解决,常规模拟仪表采用的非线性补偿方法,都需要增加若干硬件,如用特别的曲线板,利用二极管、各种集成运算放大器构成非线性补偿电路,采用非线性计数的数字化电路和采用连续线性化A/D转换器等.这些硬件补偿,不但成本高、电路复杂.调试困难,而且精度低、通用性差.在智能仪表中,线性化采用软件方法实现,不必增加特殊的硬件结构,其主要优点有:①充分     

一种新的热电偶线性化方法

由热电偶构成的测温系统均存在着非线性,为了准确反映实际被测温度,必须进行非线性校正。校正方法可分为硬件校正和软件校正。硬件校正方法也很多,可在模拟部分,亦可在数字部分或A/D转换部分。如分段逼近法,它是通过改变桥路电阻或改变前置放大器放大倍数,对非线性曲线分段折线逼近;脉冲数字法,它是采用逻辑电路,用输出数字量的高位控制计数脉冲频率,以分段完成线性化;A/D转换部分大多采用双积分式非线性A/D进行折线线性化。但它们存在着共同的缺点,电路复杂,理论精度较低,调试比较困难。若要提高精度,测量线路将会更加复杂,成本将大大提高。     

一种热电偶特性的线性化方法

介绍了用二次查表法对热电偶测温进行冷端温度补偿和非线性校正的方法,该方法具有较高精度,切实可行。     

在单片机中用插值法实现线性化器

由于仪表的输入与输出一般是呈非线性关系,导致仪表的显示及数据处理十分不便。为了得到理想的线性输入与输出,文章采用插值法来进行非线性补偿,并借助单片机编程来实现线性化器。     

基于RBF神经网络的热电偶信号处理新方法

针对热电偶信号处理中的非线性校正和冷端补偿等突出问题,利用径向基函数(RBF)神经网络构造双输入单输出的网络模型,并采用遗传算法对网络结构和参数进行优化训练,同时完成了热电偶测温中的非线性校正和冷端补偿。经仿真实验证明:该方法的测量误差减小至0.095%,在较大范围内提高了热电偶温度测量的精度。     

关于线性化器的应用与调整

在用某些仪器测量介质的成份、流量和温度时,仪表的输出和输入之间呈非线性关系,使显示仪表的刻度不均匀,这样读数不方便,调节精确度也差。若在发信器和显示仪表之间加一台线性化器,对上述非线性关系进行补偿,就可以使显示仪表刻度线性化,读数方便,调节精确度也可以提高。但是线性化器的调整是比较麻烦的,在生产中发现仪表的线性和精确度不高,如果找不到补偿曲线,要对其进行调整是不可能的。因此调整前必须根据非线性关系画出其对应的补偿曲线,从中找出调整用数据。     

扣脉冲式数字线性化器的原理与设计

数字化是工业仪表重要的发展方向之一。非线性问题是实现数字化的一大障碍。本文即提出了一种数字线性化方案,并以热电偶的非线性校正为例,说明了设计的原理与方法。文中并附有详细的设计数据和电气原理图。     

热电偶参比端温度补偿的计算

利用热电偶来测量温度时,应用补偿导线将其与显示仪表连接起来。但对于没有参比端温度补偿的仪表(如动圈式毫伏计)或在没有补偿导线而用铜导线连接时,可用较为简单的计算方法,对热电偶的参比端温度给予补偿,可以求出实际测量结果。由于各种热电偶的特性不同,所取补偿系数也不     

高精度热电偶测温电路设计与分析

在工业现场影响热电偶测温精度的因素是多方面的,除热电偶本身误差外,主要是输入通道误差、冷端补偿误差和分度表非线性校正误差;围绕以上3个主要因素,设计了一种可应用于复杂工业环境的高精度热电偶温度测量电路,结合设计方案针对于前两种因素在深入分析误差内在机理基础上给出误差计算公式;针对非线性校正误差提出一种等精度最小二乘拟合校正算法,使用该算法可根据校正精度要求,将测温范围自动划分等精度区间与传统插值法相比,在不增加计算量的前提下大大提高了校正精度;提出的误差计算公式和非线性校正方法,对于高精度热电偶测温电路的设计具有适用性和重要的指导性,经实际应用验证设计方法满足了复杂工业环境下高精度的测温要求。     

DBW型热电偶温度变送器的参比端补偿和非线性校正电路的分析计算

讨论了DDZ—Ⅲ系列仪表中DBW热电偶温度变送器的参比端补偿和非线性校正等两种电路的工作原理和分析计算,说明了设计计算的步骤,并以S、K、E三种分度号热电偶为例作了电势特性与计算的具体分析。     

将热电偶热电势转换成温度的一种新方法

一、引言在温度测量、控制、校验系统中,若采用热电偶作为感温元件,遇到的较麻烦的问题是热电偶产生的热电势与所测温度是非线性函数关系,因此,要将热电势或线性放大后的电信号直接表示成温度,就必需进行非线性校正。常规仪表采用的办法有:①对显示的模拟仪表刻度盘进行非线性分度,从而使显示的温度与刻度盘刻度成线性对应关系(如动圈式温度仪表等);②在放大电路中设计了许多校正网络,即对热电偶的热电势进行非线性放大,使放大后的电压与温度成线性关系(如Ⅱ、Ⅲ型温度变送器和一些数字显示仪表等)。以上两种方法共同的缺点是精度低,虽然目前在工业中得到了广泛的应用,但对于一些特殊场合和应用微电脑的温度仪表就受到很大的限制,因此目前在应用微电脑的智能温度仪表中大多采用以下两种     

测量仪表通用线性化器

本文介绍了一种用五段折线逼近传感器非线性特性的开环补偿方法。用该方法设计的线性化器具有一定的通用性，可以构成热电偶、热电阻温度计以及孔板流量计。     

微型计算机与传感器技术讲座(九)

第十一讲非线性补偿及误差修正在实际工作中,有许多参数是非线性的,如在温度测量中,热电阻及热电偶与温度的关系即为非线性关系。在流量测量中,流经孔板的压差信号与流量之间也是非线性关系。特别在高精度仪表及测量系统中,传感器的分散性、温度漂移、以及滞后等都会带来一定的误差。为此,必须对上述误差进行补偿和校正,以提高测量精度。     

高精度,通用型温度传感器的非线性校正电路

一、引言目前,数字式温度显示仪表的非线性校正方法很多,概括起来可分为下列三种:一是在A/D转换之前的模拟信号变换过程中将信号进行非线性校正,这种方法称为模拟非线性校正;二是在A/D转换过程中进行校正;三是A/D转换之后的数字部分进行校正,校正后再进行计数显示。采用上述三种方法进行非线性校正,其校正精度常常低于0.1%,且通用性差,不能同时对多种型号温度传感器的非线性实现校正,对不同型号传感器,需设置不同的校正电路或改变电路参数,从而给仪表制造与使用带来诸多不便,为此,设计一种精度更高、通用性强、成本低的非线性校正电路很有必要,也是仪表设计必须考虑的一个重要问题。笔者设计了一种校正精度高于0.05%,可配接不同型号温度传感器的通用型非线性校正电路,且成本低,调试方便,工作稳定可靠。     

智能仪器与应用 第四讲 数据处理技术（下）

<正> 五、曲线拟合与非线性特性的校正 1.问题的提出线性化是智能仪器很重要的一项处理功能。一般测量时,先由传感器将外界物理量转换成仪器所要求的电量(电压、电流、电阻等)。如果传感器的检测特性是线性的,智能仪器可以用很简单的算术运算来进行变换处理。但传感器的特性往往是非线性的,因此智能仪器必须具有线性化的处理功能。例如,热电偶的温度与热电势输出特性即为一条非线性的曲线,可以表示为: