毕业论文--热电偶热电特性线性化数值分析方法的探讨与实现

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1、 热电偶热电特性线性化数值分析方法的探讨与实现 摘 要 为了改进智能仪表中处理器的运算速度和精度， 本文提出了一种分段拟合 多项式的数值分析方法，并使用C+完成程序的编写与仿真。这种方法生成的 热电偶的温度t与热电势E的反函数的多项式的阶数较低，系数少，且由此多项 式得到的测量值T和理论值t的差值在-0.2C 0 到0.2C 0 之间，适用于智能仪表 中微处理器的温度计算及测量显示。 使用这种数值分析方法可以在很大程度上 提高智能仪表的性能。 关键词关键词：精度；数值分析；热电偶；多项式 Abstract In order to improve the computation speed an

2、d precision of intelligent instruments processor, this paper presents a numerical analysis method of piecewise polynomial and uses C+ language to complete the procedure and simulation. We can get an inverse function about temperature t and the thermoelectric power E, which has low order and few coef

3、ficients. This paper obtained measurement values T and theoretical values t whose difference between -0.2 degrees Celsius to 0.2 degrees Celsius, so that the method can be used for temperature calculation and measure display of microprocessorbased instrument. This numerical method can greatly improv

4、e the performance of intelligent instrument. Key words: Accuracy，numerical analysis，thermocouple，polynomial 1 目 录 第一章 绪论 1 1.1 研究背景 . 1 1.2 研究的方法和意义 . 1 第二章 热电偶的基本原理 3 2.1 热电偶的简介 . 3 2.1.1 热电偶定义 . 3 2.1.2 热电偶的分类 . 3 2.2 热电偶测量温度的原理 . 6 2.2.1 热电效应 . 6 2.2.2 热电偶的基本定律 . 7 第三章 数值分析方法 8 3.1 插值法简介 . 8 3.2

5、最小二乘法简介 . 9 3.3 插值法和最小二乘法的比较 . 10 3.4 最小二乘法的应用 11 第四章 软件编程. 13 4.1 程序设计 13 4.2 程序说明 16 第五章 仿真结果与结论. 17 5.1 仿真结果的说明 17 5.2 结论 . 18 第六章 毕业设计总结. 21 参考文献. 22 附 录 中文译文 致 谢 1 第一章 绪论 1.1 研究背景 在最初使用热电偶测量温度时，我们采用人工查找分度表 1 的方法，其过程 是先利用温度传感器测出电势，然后通过电势值在分度表中查询对应的温度值。 随着科学技术的进步，特别是计算机技术的飞速发展，我们不需要再查找分度表 那么麻烦，智能

6、测温仪表的出现解决了这一难题，它不仅可以帮助我们精确地计 算出温度，而且可以直观地读出温度值。智能测温仪表中主要包括温度传感器和 微处理器，温度传感器主要包括热电偶和热电阻；微处理器具有一定的数据存储 和处理能力。在软件的配合下，智能测温仪表可以快速而精确地显示出温度值。 智能测温仪表的使用很方便，不过它也存在一定的误差。虽然用人工的方法 很慢，很浪费时间，但是这种方法准确度较高。这和传统的有线电话保密性高是 一个道理。因此，要想智能仪表得到普遍的使用，就必须解决误差的问题。 通常用于温度测量的温度传感器有热电偶、热电阻等。其中热电偶利用热电 效应测温， 实现温度(t)与电势(E)转换， 对于每一个温度 t 都有相应的电势 E 与之 对应。热电阻则利用导体电阻随温度变化的特性测温。我们可以从90 国际温 标通用热电偶分度表手册中查找出 t 与 E 的转换关系及系数列表。书中给出的 关系式是 n i tai i eatCE 0 )9686.126(1 090 2 90 )(01372c 0 ，K 偶)，虽然可以利用这个 关系式