摘  要

 

随着科技水平的提高，温度的测量在人类日常生活、工农业生产、科研等领域具有重要的意义。其中，瞬态温度的测量在能源机械、化工设备、核工程等领域中占有着非常重要的地位，近年来也在一些民用产品中发挥着越来越重要作用。因此，瞬态温度的测量有着重要的意义。现如今，有越来越多的领域需要用到动态温度的测量，在这些应用场景中，被试件的温度变化较快，传感器往往无法及时响应，从而形成较大的动态误差。因此，这就需要我们明确传感器的动态响应特性，对其进行动态特性补偿，从而实现高精度的动态温度测量。

本课题采用STM32F103ZET6作为主控芯片，通过NTC温度传感器和数据采集模块，实时测量NTC热敏电阻的阻值变化，经过动态补偿算法的处理，再通过LCD显示模块实时显示测量的温度，达到瞬态温度的测量。最终实验结果表明，该课题可以通过动态补偿算法，实现对测量温度的动态补偿，达到瞬态温度的测量。

 

关键词：STM32单片机，NTC热敏电阻，动态补偿，泰勒级数展开法，数值微分法

目  录

 

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题研究背景 1

1.3 动态建模领域的国内外研究现状 1

1.4 动态补偿领域的国内外研究现状 2

1.5 论文章节安排 2

第二章 传感器建模与动态补偿原理分析 3

2.1概述 3

2.2 传感器动态特性测量 3

2.2.1 数据采集系统的选定 3

2.2.2 NTC热敏电阻动态特性实验 4

2.3 传感器建模 5

2.4 传感器动态补偿 5

2.4.1 数值微分法设计传感器动态补偿 6

2.4.2 泰勒级数展开法 6

2.4.3 动态补偿算法设计 7

第三章 温度监测与补偿实验系统实现 9

3.1 设计思路 9

3.2 系统框架 9

3.3 系统硬件设计 9

3.3.1 STM32核心控制电路 9

3.3.2 NTC温度传感器电路 10

3.3.3 LCD显示模块 10

3.4 系统软件设计 11

3.4.1 数据采集模块软件设计 12

3.4.2 数据处理模块软件设计 12

3.4.3 数据动态补偿模块软件设计 13

3.4.4 LCD显示模块软件设计 14

第四章 实验结果与分析 15

4.1 实验环境 15

4.2 NTC热敏电阻测温实验数据分析 15

4.2.1 温度监测模块测试 15

4.2.2 动态补偿算法测试 16

第五章 结论 17

5.1 总结 17

5.2 设计成果 17

5.2.1 模型展示 17

5.2.2 系统资料详解 18

5.3 存在不足 18

5.4 未来展望 18

参考文献 20

致  谢 21