摘要：介紹了一種基于eda技術(shù)的熱電偶實(shí)驗(yàn)裝置。本系統(tǒng)以isppac和單片機(jī)為核心電路，輔以高精度a/d轉(zhuǎn)換器件及l(fā)ed顯示器，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫差電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量及數(shù)字顯示。該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、集成度高、靈活性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)成本低等特點(diǎn)。 原文位置
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關(guān)鍵詞：熱電偶, isppac，單片機(jī)，a/d轉(zhuǎn)換器 原文位置
原文位置 1.引言
原文位置 在大學(xué)物理熱電偶實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的溫差電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量多采用補(bǔ)償法，溫度的測(cè)量使用水銀溫度計(jì)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜、原理不直觀，儀器誤差較大。因其對(duì)電源要求高而常使用干電池或者穩(wěn)壓電源，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成本高。為了解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法中存在的問題，筆者研制了一種基于isppac[1]和單片機(jī)的熱電偶實(shí)驗(yàn)儀，該實(shí)驗(yàn)儀放大電路采用在線系統(tǒng)可編程模擬器件isppac（in-system programmability programmable analog circuit），使用其開發(fā)軟件pac-designer在計(jì)算機(jī)中可進(jìn)行重復(fù)的設(shè)計(jì)、修改與配置功能模塊；采用數(shù)字傳感器的測(cè)量溫度；利用高精度a/d轉(zhuǎn)換器件對(duì)結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化；利用單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與顯示。整個(gè)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確、價(jià)格低廉。
原文位置 2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
原文位置 2.1系統(tǒng)組成
原文位置 系統(tǒng)由如圖1所示的溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)量模塊、cpu控制模塊、溫度測(cè)量模塊和led顯示模塊共四個(gè)模塊組成[2-5]。溫差電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過isppac可編程放大后被轉(zhuǎn)換成直流電壓，輸入到a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，再通過單片機(jī)控制電路送入led顯示，zui終實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口。
原文位置 2.2 溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)量電路設(shè)計(jì)
原文位置 本系統(tǒng)采用的在系統(tǒng)可編程模擬器件為美國(guó)lattice公司生產(chǎn)的芯片。它由4個(gè)可編程模擬信號(hào)處理電路模塊(pac block)，模擬信號(hào)布線區(qū)和在系統(tǒng)可編程接口電路等部分組成，器件用5v單電源供電。每個(gè)pac模塊由兩個(gè)差分輸入(differential inputs)儀表放大器(ia1和ia2)，1個(gè)反饋放大器iaf和1個(gè)差分輸出(differential outputs)求和放大器(oa1)所組成。其中儀表放大器的跨導(dǎo)增益可調(diào)（gm的變化范圍為2ua/v～20ua/v），電路輸出阻抗為109歐姆，共模抑制比為69db。 反饋放大器iaf增益固定，等于2ua/v。輸出放大器的反饋電容cf有多種電容值(1pf-62pf)可供選擇。溫差電動(dòng)勢(shì)由ia1的vin+和vin-端輸入。pac模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。
原文位置 圖1系統(tǒng)框圖
原文位置 圖2pac模塊結(jié)構(gòu)圖