本文關鍵詞：基于石英晶體傳感器的多通道溫度測量系統(tǒng)

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【摘要】：隨著信息化的不斷發(fā)展,溫度作為表示冷熱程度的物理量,在生產(chǎn)生活中已經(jīng)成為基本參數(shù)之一。當今時代溫度的測量需求越來越多,如何實現(xiàn)穩(wěn)定的、高精度的、快速的、便利、小體積的測量方法,業(yè)已成為研究熱點,在物聯(lián)網(wǎng)即將蓬勃發(fā)展的時代,溫度將發(fā)揮越來越重要的作用。石英晶體傳感器作為一種溫度頻率轉(zhuǎn)換器件,具有精度高,穩(wěn)定性好,低功耗的特點。它利用晶體的振蕩頻率的變化來感知溫度,石英晶體傳感器利用特殊的切割工藝制作,使得振蕩頻率和溫度呈現(xiàn)線性關系。采用石英晶體的傳感器具有良好數(shù)字信號調(diào)節(jié)功能、良好的穩(wěn)定性和抗噪聲的直接數(shù)字輸出,并不需要后續(xù)電路進行ADC采樣,因而提高了精度,從而可以實現(xiàn)高分辨率和高準確度的測量。石英晶體傳感器也將隨著材料科學、切割理論和工藝的進步而不斷發(fā)展,性能將不斷進步。本文首先闡述石英晶體傳感器的切割原理,探討了Y切型石英晶體的溫度特性,其次通過方程探討其溫頻曲線,設計了石英晶體振蕩電路。由于傳感器輸出的是頻率,所以設計出一套基于微處理器的硬件測量系統(tǒng),為了直觀的顯示測量結果,將所得數(shù)據(jù)通過藍牙通信傳輸至上位機,上位機基于LabView軟件編程,實時顯示測量數(shù)據(jù)。實踐表明,本論文所設計的多通道石英晶體傳感器溫度測量系統(tǒng)具有實用、便攜、低功耗、準確度高的特點,基于藍牙的通信方式能夠?qū)崿F(xiàn)遙測,可以測量人體不可進入的工業(yè)場所。
【關鍵詞】：石英晶體傳感器 多通道測量 藍牙4.0 頻率測量 LabVIEW
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH811;TP212
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 課題研究背景7
• 1.2 溫度測量方法研究現(xiàn)狀7-9
• 1.3 本文研究內(nèi)容與結構9-11
• 第二章 石英晶體11-23
• 2.1 石英晶體的結構11-12
• 2.2 石英晶體的性質(zhì)12-13
• 2.3 石英晶體的切割13-17
• 2.3.1 石英晶體的切型13-15
• 2.3.2 石英晶體切型的溫度頻率特性15-17
• 2.4 石英晶體諧振器的參數(shù)分析17-21
• 2.5 石英晶體的用途21-22
• 2.6 本章小節(jié)22-23
• 第三章 石英晶體傳感器多通道測溫系統(tǒng)硬件設計23-40
• 3.1 傳感器選型和測量理論基礎知識23-27
• 3.1.1 測量理論基礎知識24-25
• 3.1.2 傳感器選型25-27
• 3.2 多通道溫度測量系統(tǒng)硬件設計27-39
• 3.2.1 石英晶體傳感器振蕩電路設計28-30
• 3.2.2 標準頻率生成電路30-31
• 3.2.3 微處理器最小系統(tǒng)31-33
• 3.2.4 頻率測量電路33-35
• 3.2.5 藍牙通信電路35-37
• 3.2.6 電源電路37-38
• 3.2.7 USB轉(zhuǎn)串口及程序下載電路38-39
• 3.3 本章小結39-40
• 第四章 石英晶體傳感器多通道測溫系統(tǒng)軟件設計40-49
• 4.1 微處理器程序設計流程圖40-44
• 4.1.1 STM32庫函數(shù)編程40-41
• 4.1.2 微處理器時鐘配置41-42
• 4.1.3 頻率測量程序42-43
• 4.1.4 滑動平均濾波算法43
• 4.1.5 電池電量監(jiān)測43-44
• 4.2 藍牙傳輸程序設計44
• 4.3 基于LabView的上位機程序設計44-48
• 4.3.1 LabVIEW前面板控件設計45-46
• 4.3.2 LabVIEW程序框圖設計46-48
• 4.4 本章小結48-49
• 第五章 石英晶體傳感器多通道測溫系統(tǒng)的調(diào)試49-56
• 5.1 測溫系統(tǒng)的調(diào)試49-53
• 5.1.1 石英晶體傳感器軟硬件調(diào)試49-51
• 5.1.2 測溫系統(tǒng)的校準51-53
• 5.2 實驗結果及分析53-55
• 5.2.1 傳感器的線性度和溫度系數(shù)53-54
• 5.2.2 實測的溫度曲線54
• 5.2.3 測溫系統(tǒng)實用化說明54-55
• 5.3 本章小結55-56
• 第六章 總結與展望56-57
• 參考文獻57-59
• 在學期間的研究成果59-60
• 致謝60

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本文編號：554661