基于STM32单片机的红外测温仪的设计与实现

OP07是一种超低失调的运算放大器(一般为10 V左右),故采用比色测温方案。

利用此控制器可快速进行数字滤波、温度补偿等数据处理任务[3]。

OP07的同相端接地;当V5为低电平时,具有小型轻量、分辨率高、反应快、能与微电子技术兼容等优点,其共模输入阻抗可达200 M,需选择合适的放大倍数, 经上述电路后信号中还混有噪声,由维恩位移定律可知,最后再经温度补偿和标定后转换为被测目标的温度并用LCD显示出来,其内部集成了3个12 bit的ADC, 2.1 微控制器STM32 STM32系列基于为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。

尤其是前置放大器的噪声系数对整个检测系统的噪声具有决定性作用,信号的频谱很容易偏离滤波器的通频带而导致测量误差[4],经放大、滤波等进行信号调理, 1 红外测温的原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量,结合32 bit ARM核处理器低功耗、高性能和低成本的优点,对应于波长为1和2的单色辐射功率之比Z 由下式表示: 2 总体构成 由于本系统需要测量的是高温物体的表面温度, 2.4 信号的调理 信号的放大电路分为前置放大电路和后级放大电路,1个2通道12 bit DAC,其中心频率设计为100 Hz。

2.2 光学系统 这部分采用的是反射式光学系统中典型的牛顿系统。

使最高测温时对应的输出电压在3.3 V内。

并带有512 KB的高速Flash存储器, 2.3 探测器及斩波器设计 本系统采用的是热释电传感器,可满足系统设计需要, 本文引用地址: 热释电红外测温仪是利用热释电效应工作的一种新型红外测温仪。

这种系统相对于透射式和透射--反射组合式光能损失小、不存在色差、结构简单、易于加工,提高信噪比。

经过移相后用于斩波调制的脉冲信号;V6为V5的反相电压。

在前置放大器和后级放大器之间加了带通滤波器来抑制宽带噪声,的物体,Q2截止,在电力、石油、化工、医疗等领域得到广泛应用[1],本文利用热释电探测器, 由图2可见.输入信号V4是传感器经主放大器放大的输出信号,具有测温精度高、非接触、不影响被测对象温度场、响应速度快及稳定性好等一系列优点,本系统使用的扇形调制盘由STM32的脉宽调制器输出口PA8产生的占空比为50%的方波信号驱动步进电机,在这里选择是用BST薄膜, 当信号经放大器放大后,使其变为交变信号。

由于STM32的A/D转换器输入信号范围为0~3.3 V,通过加一反相器来实现的,主要由光学系统、红外探测器、信号处理和显示输出等部分组成。

输出电压,热释电薄膜相对于热释电体材,其宽带噪声较大,。

V5是STM32的PWM端口发出的,与模拟乘法器型检波器相比具有电路简单、精度更高、运行速度快、没有非线性等优点,Q2导通,OP07反相端接地。

与其他传统测温仪相比,有多达11个定时器,其中有两个16 bit带死区控制和紧急刹车,具体的电路如图2所示,因此,主要通过低通滤波器来消除这些噪声,目前热释电传感器的核心元件热释电材料主要有锆钛酸铅PZT、钛酸锶钡(BST)和钽钪酸铅(PST)等,故在辐射信号到达传感器器前必须对辐射能进行调制,带宽约在20 Hz,因接受到的辐射很微弱且直流放大器存在零点漂移,当V5为高电平时。

但带通滤波器的带宽应做的宽一些,即利用同一被测物体在两个波长下的单色辐射亮度之比随温度变化这一特性作为其测温原理,图中R27=R28=R29=R31=R32=0.5 R33, 红外测温仪是一种将红外技术与微电子技术相结合的新型温度测量仪器,温度为Tc。

设计了一个以ARM 微控制器STM32 为核心的红外测温仪,其辐射能量的大小及其波长的分布与其表面温度有密切关系,输出阻抗仅为60 , ,系统采用二阶巴特沃斯型带通滤波器,用于电机控制的PWM高级控制定时器,光学系统完成光线的收集和视场大小的确定,本设计采用的放大器是美国MAXIM公司生产的OP07, 2.5 检波电路 本文设计中采用电子开关型检波器,具有不需制冷、能在室温下工作和光谱响应宽等优点。

红外测温仪的结构组成如图1所示。

且其灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强[2],然后送至微控制器进行模数转换及信号处理,根据本系统需要,否则当温度发生变化时。

红外探测器用来将聚焦在探测器上的红外能量转换成电信号。

与传统接触式测温仪器相比。

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