智能温度测量仪设计与制作

一、引言

在我们的生活和现代工业生产的各个领域，在所有的测量参数中，温度是十分重要的一个，始终扮演着重要的角色，只有在一定范围内的可控的温度才能保证生产过程的良好运行，温度对工农业生产、国防有不同程度的影响。比如纺织、食品、烟草等行业，如果温度太高，会使产品容易恶化，电子设备容易失败。在温室的工业生产中，如果不控制温度，则会严重影响产量和质量。很多地区的温度昼夜温差很大，对日常生活生产造成了极大地影响。所以在实际的工业生产中我们可能会遇到各种关于温度测量的问题。可是被测物体温度随时改变，接触式测量温度传感器需要测量端与被测物体温度达到一致，这不仅很难达到，而且需要相当长的时间。还有辐射温度计，这就要求在测量时温度及接受的辐射量与被测物体的热辐射量保持一致，这样的话就需要辐射温度计与被测物体始终相互接触，倘若发生接触不良则有可能产生一个不准确的结果。我们在测量时还要考虑到被测物体的状态，比如气体与液体的测量方法就不同；还需要考虑我们需要的是被测物体整体的温度还是其局部的温度等等因素。所以我们在测量时必须对被测物体还有测量工具有一个全面系统的认识。只有这样才能选择正确合适的温度传感器和方法进行测量。选择温度测量系统的原则是：

1）通常来讲，被测物体实际需要的测量范围、需要的精确度及其测量误差都应该与我们之前设计的要求相同。

2）传感器的可靠性、互换性、响应快，传感器的特性的蠕变和偏移越小越好。

能够方便的独处数据和记录数据，能够有效的控制和及时报警。

3）检测元件能够长时间使用，能够适应各种环境，具有良好的性能。

4）方便轻巧，利于安装和使用。而且传感器与测量物体的温度越是接近，那么

测量结果越是精确，为尽快与被测物体的温度保持一致，需要的传感器占空间小。

二、项目背景

（1）机器在工作的过程中，各个旋转部件都以很高的速度做相对运动。各零部件的接触表面虽然看上去很光滑，但是在实际情况下还是会存在一定的粗糙度，这样两个表面相互摩擦，会产生很大的摩擦力，会加速零件表面的磨损。同时，由于摩擦而产生的大量热会使零件过热，导致零部件的损坏。这时，这就需要滑油在相互接触的金属表面上行程一层油膜，使摩擦大大降低。

（2）滑油系统具有冷却、减小磨擦、清洁、为其他系统提供工作介质。另外，滑油附着在零件的表面，可以防止部件、空气和水分等直接接触而发生氧化和腐蚀，起到保护作用。

三、滑油系统组成

滑油系统的主要部件：

（1） 滑油箱：油箱用来储存滑油，其容量根据发动机对滑油的需求量来定。

其主要受三个因素的影响：润滑所需要的充足油量、润滑后油的热胀和混有空气、一定的安全储存量。

（2）油泵：油泵的作用是促使滑油在发动机内部循环起来。其部件包括：齿轮泵、转子泵、旋板泵、油滤、磁堵、散热器和油气分离器。

四、滑油系统温度监控的改进方案

工程实际应用中，为确保机器滑油系统的良好运转，须对其进行周期定检。因为滑油系统一旦循环不畅导致滑油温度升高，所以监测其工作过程中滑油温度的变化，可以为滑油系统的定检工作提供重要的参考信息。

本设计针对发动机滑油系统定检的需要，设计了其温度检测与记录系统。系统功能：（1）检测并显示滑油温度；（2）在检测过程中，实时记录滑油温度的变化，并可进行查询。（3）可以连接上位计算机进行复杂应用处理，也可以脱机运行。（4）当需要同时对多点温度进行处理时，可以采用RS485进行多终端联网同步采集。（5）当温度异常时，可以进行声音报警输出。

四、系统总体方案

温度检测记录系统框图如图1所示，主要由NTC温度传感器、嵌入式处理器、液晶显示屏及TF卡（数据记录媒介）等构成。采用NTC温度传感器进行温度测量，经STM32F103RC进行模数转换后，将测量结果在液晶屏中显示，同时将数据实时记录至TF卡中。实时时钟由DS1302提供。

图1   系统框图

五、未来发展趋势

   进入二十一世纪，自动化测控技术的使用水平和应用范围的提高和拓展，得益于不断发展和进步的工业生产科技水平。日常生活中，温度检测技术显得更加重要，将当代最领先的检测技术和控制理论相结合就构成了先进的智能检测技术。生产适合于任意条件的、任意多个测试对象的数字化的仪器仪表成为智能检测技术的主要研究目的，未来国内外主流的测温仪器仪表的发展方向就是：具有最优化的工程和最齐全的设备。

因此我们可以得出结论，往后的测温仪器仪表主要会按照下面的几个方向去发展：

1）发展和研究具有实际应用意义的像热电阻、热电偶、热敏电阻等等传统元件，将会继续成为温度测量领域的发展方向。

2）新的理论会被继续利用并加强发展，结合新兴的材料和新兴的技术手段来进行生产应用。

3）今后一段时间的主要发展趋势沿着智能化、适应化和集成化这几个大方向方向进行的，一般温度检测能力不会是将来生产的产品的唯一的功能，另外还将会综合指令和判断等各种功能，为了更加智能，必然会和微型处理器合二为一。所以未来的温度检测技术必然会向着智能控制的方向去发展。