電阻分選儀系列產(chǎn)品介紹

NTC是負溫度系數的英文縮寫(xiě), 所謂NTC 熱敏電阻器就是負溫度系數熱敏電阻器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料, 采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質(zhì), 因為在導電方式上完全類(lèi)似鍺、硅等半導體材料。溫度低時(shí), 這些氧化物材料的載流子( 電子和孔穴) 數目少, 所以其電阻值較高; 隨著(zhù)溫度的升高, 載流子數目增加, 所以電阻值降低。利用這一特性, 可將NTC 熱敏電阻通過(guò)測量其電阻值來(lái)確定相應的溫度, 從而達到檢測和控制溫度的目的。采用不同的制作工藝方法, 結構, 形狀, 可以獲得各種各樣的NTC 熱敏電阻, 它們廣泛應用于溫度測量, 溫度補償等領(lǐng)域。NTC 在生產(chǎn)出來(lái)后, 每個(gè)阻值隨溫度變化的特性并不一致, 這就需要對 NTC 按照不同的阻值變化范圍進(jìn)行分選。本系統以 PIC16F877A 芯片作為下位機控制NTC 分選過(guò)程, 采用8 位高速單片機C8051F022 做為核心的上位機進(jìn)行數據管理, 串行EEPROM芯片來(lái)記錄數據; 并利用 CH375 芯片將記錄數據安全而準確地轉儲到U 盤(pán)上, 可以方便的對數據進(jìn)行存儲和管理, 并配以液晶顯示屏, 人機交互更友好。該儀表具有分選準確, 運行穩定, 操作簡(jiǎn)便, 人機界面友好, 管理方便的優(yōu)點(diǎn)。
1 系統組成及工作原理
     本系統功能由硬件和軟件兩大部分協(xié)調完成, 硬件部分主要完成各個(gè)傳感器信號的采集、轉換, 電磁閥的動(dòng)作, 數據的存儲及各種信息的顯示; 軟件主要完成信號的處理和控制, 數據的管理等功能。軟件方面首先由PIC 芯片的程序完成信號的轉換和控制, 同時(shí)在C8051F022 芯片上移植入Small RTOS 嵌入式操作系統, 使其運行的迅速性、實(shí)時(shí)性和穩定性更高, 更好的進(jìn)行數據的管理和存儲。整個(gè)系統的工作原理是首先將待測NTC 浸泡在油中來(lái)保持其恒溫, 然后將其兩端電壓通過(guò)串行模/數轉換器件ADS1110 轉換成數字信號后傳送給 PIC16F877A 單片機, 接著(zhù)PIC16F877A 將所得的數值與先測得的標準電阻的數值相比較后進(jìn)行分檔, 再通過(guò)74LS595 移位寄存器輸出控制電磁閥的動(dòng)作, 從而將NTC 正確的分選出來(lái)。同時(shí)PIC16F877A 將分檔值通過(guò)485 通訊傳輸給C8051F022 芯片。C8051F022 將數據實(shí)時(shí)的顯示在液晶屏, 并把數據存入串行EEPROM 芯片24AA512 中, 操作人員隨時(shí)可以用U 盤(pán)將數據拷走保存。C8051F022 也可以將輸入的一些參數, 比如速度, 分檔值等, 保存并傳送給PIC16F877, 來(lái)控制它的運轉。
2.1 下位機控制模塊
     PIC 系列單片機是美國微芯推出的CMOS 系列單片機, 該系列芯片采用精簡(jiǎn)指令集(RISC) , 哈佛總線(xiàn)結構, 2 級流水線(xiàn)取指令方式, 具有實(shí)用、低價(jià)、指令集小、簡(jiǎn)單易學(xué)、低功耗、高速度、體積小、功能強等特點(diǎn), 體現了單片機發(fā)展的一種新趨勢。PIC16F877A 是微芯公司采用14 位RISC 指令集的中級產(chǎn)品。該芯片內含A/D、內部EEPROM 存儲器、比較輸出、捕捉輸入、PWM 輸出、I2C 和SPI 接口、LCD 驅動(dòng)、FLASH 程序存儲器讀寫(xiě)等功能, 應用十分廣泛。 PIC16F877A 首先通過(guò)I2C 總線(xiàn)從模/數轉換部分獲取數據。這里采用了ADS1110 芯片進(jìn)行A/D 轉換。 ADS1110 是精密的連續自校準模/數(A/D) 轉換器帶有差分輸入和高達16 位的分辨率封裝為小型 SOT23 - 6。片內2.048V 的基準電壓提供范圍為± 2.048V 的輸入差分電壓。ADS1110 使用可兼容的I2C 串行接口在2.7V 至5.5V 的單電源下工作。ADS1110 可每秒采樣15、30、60 或240 次以進(jìn)行轉換。片內可編程的增益放大器( PGA) 提供高達8 倍的增益, 并且允許以高分辨率對較小的信號進(jìn)行測量。在單周期轉換方式中ADS1110 在一次轉換之后自動(dòng)掉電在空閑期間極大地減少了電流消耗。ADS1110 的連接電路如圖2 所示。圖中RX 為待測電阻, R0 為標準電阻, 為了保證測量準確, 其上所加的2 伏電壓是由10 伏精密電壓基準芯片REF102 將輸入24 伏電壓轉換為10 伏電壓基準后, 再經(jīng)過(guò)電阻分壓和電壓跟隨器隔離后產(chǎn)生的, 電壓十分的穩定。待測電阻RX 兩端的電壓再經(jīng)過(guò)一個(gè)電壓跟隨器隔離, 如圖3 上OP07 所示電路, 以防止電路右邊的阻抗對測量的影響, 然后再經(jīng)過(guò)一個(gè)一階濾波后傳輸給了ADS1110, 這樣就排除了外界對檢測的干擾, 保證了待測電阻RX 兩端電壓穩定, A/D 轉換的精度極高。