温度测控技术在中药加速仪中的应用

　　1. 引言

　　在现代自动化控制系统应用中，经常对系统的温度、湿度、电压、电流、压力、流量等参数进行测量和控制。不仅在各行各业，而且在大、中、小型控制系统中采用温度测控技术。热敏电阻有反应灵敏、准确、体积小、成本低、稳定性好等特点，利用单片机和热敏电阻不仅可以解决对温度精确测量的技术问题，还可通过可控硅实现对温度的精确控制。本文以某中药加速仪的设计应用进行阐明。

　　2. 硬件电路设计

　　以热敏电阻为测量元件的At89C2051单片机温度测控系统电路原理图略可向作者索取。本文仅对中药加速仪温度测量与控制电路部分进行描述。

　　2.1温度测量元件

　　热敏电阻是一种新型半导体感温元件，具有体积小、重量轻、热感应快、灵敏度高、结构稳定、可靠性高、阻值精度高、一致性好的优点。热敏电阻可分为正温度系数和负温度系数两种类型。

　　负温度系数热敏电阻具有负的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值减小;当温度降低时，电阻值增大，其阻值与温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，在实际使用中要进行线性化处理，但比较复杂，一般只使用线性度较好的一段。如果测出热敏电阻的阻值，就可以间接的算出对应的温度值。MF52-3950型热敏电阻工作温度：-40℃～100℃;时间常数<=3.2S;耗散系数>=0.7 mW/℃;B常数：3950k。中药加速仪的工作温度为40℃～60℃;温度误差范围-2℃～2℃，根据以上情况温度测量元件选用MF52-3950型NTC热敏电阻器。

　　2.2温度测量电路与原理

　　用热敏电阻测温的硬件连接见图1。

　　图1中T1为测量点;TP2(P1.1)为参考电阻R3充放电端;TP1(P1.0)为热敏电阻网络充放电端。

　　将热敏电阻RT与R2固定电阻并联，当温度改变时，RT阻值改变。

　　(1)使At89C2051单片机P1.0(TP1)输出高电平(H)、P1.1(TP0)输出低电平(L)，此时电阻R1、R2、RT与电容C1构成RC电路并充电。

　　(2)当测试点T1的电压达到三极管的导通电压时，三极管导通，测试点T2变为低，当89C2051单片机检测到测试点T2变为低电平时记录充电时间t1。

　　(3)使At89C2051单片机P1.0(TP1) 输出低电平(L)、P1.1(TP0)输出低电平(L)， 让电容C1放电。

　　(4)放电完毕后，使At89C2051单片机P1.0(TP1) 输出低电平(L)、P1.1(TP0) 输出高电平(H)，此时电阻R3与电容C1构成RC电路并再次充电。

　　(5)当At89C2051单片机再次检测到测试点T2变为低电平时记录充电时间t2。

　　采用充电的办法分别测出参考电阻R3的放电时间t2, 热敏电阻器电阻网络Rw的放电时间t1。则有下面的公式：