一種焊接溫度測量儀設計

　　焊接溫度是關(guān)系到焊接質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一， 控制合適的焊接溫度對保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要。非接觸式紅外測溫儀為焊接在線溫度監(jiān)控提供了一種有效的技術(shù)手段。采用紅外測溫儀可以實現(xiàn)在線焊接溫度測量，并且可以進一步構(gòu)成焊接溫度自動控制系統(tǒng)。

　　1 紅外測溫原理

　　紅外測溫是利用物體的熱輻射特性與溫度之間的關(guān)系來實現(xiàn)非接觸測溫的一種方法。任何物體受熱后都將一部分熱能轉(zhuǎn)換為輻射能，理論和試驗都證明輻射能量與溫度成正比。

　　紅外測溫儀內(nèi)設光學裝置，可以收集來自物體的輻射紅外線能量，并把該能量聚焦在探測器上。輻射能量是以波動的方式傳播的，并可以通過光電轉(zhuǎn)換器件和其它相關(guān)的輔助電路、光路構(gòu)成的傳感器，將輻射能量轉(zhuǎn)換為電信號，并被放大、顯示出來。對于從室溫到上千攝氏度這樣的工業(yè)中常用的測溫范圍，輻射能量較高的光譜在近紅外到紅外波段范圍內(nèi)，所以稱作紅外測溫。

　　2 紅外測溫儀的硬件設計方案

　　紅外測溫儀采用凌陽科技公司的SPCE061A單片機及LED鍵盤控制電路和紅外測溫傳感器電路實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

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　　該測溫儀包括按鍵、音頻輸出和紅外測溫部分。

　　其中，按鍵部分：按鍵開始測溫，一直按下，聽到聲音表示測溫完畢。音頻輸出部分：主要是將SPCE061A兩路音頻輸出端通過LM386放大，經(jīng)揚聲器播放。

　　紅外測溫部分：主要是通過SPCE061A I/O口的控制，將所測得的溫度接收到單片機中，實現(xiàn)在線溫度測量。然后，單片機經(jīng)過處理控制輸出，來調(diào)整焊接功率的輸出。

　　凌陽單片機SPCE061A作為該測溫系統(tǒng)的控制中心，負責控制啟動溫度測量、接收測量數(shù)據(jù)、計算溫度值，并根據(jù)取得的鍵值控制播放顯示過程，同時通過音頻輸出通道播報溫度值;紅外測溫傳感器電路負責溫度的測量、采集，并將采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端口傳送到SPCE061A單片機;LED鍵盤控制電路中的鍵盤，控制溫度顯示和播放，數(shù)碼管顯示溫度值。該系統(tǒng)的電路連接方式如圖2所示。

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　　圖2中，IOA0- IOA7控制數(shù)碼管的段選，IOB0-IOB7控制數(shù)碼管的位選，IOB8- IOB15實現(xiàn)1*8鍵盤，IOA13- IOA15控制紅外測溫傳感器電路的啟動、時鐘及數(shù)據(jù)接收。LED鍵盤控制電路和紅外測溫傳感器電路的VCC和GND均與SPCE061A共用。

　　2.1 SPCE061A單片機

　　SPCE061A是凌陽公司研發(fā)生產(chǎn)的性價比很高的一款16位單片機，它采用高性能的u'nSP內(nèi)核，具有豐富的硬件資源，并集成了ICE (在線仿真電路)接口，可以直接利用該接口對芯片進行下載、仿真、調(diào)試等操作。SPCE061A的特性參數(shù)見表1.

　　表1 SPCE061A的特性參數(shù)

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　　另外，SPCE061A單片機是易學易用、效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持標準C語言，可以實現(xiàn)C語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用，并且提供了語音錄放的庫函數(shù)，只要了解庫函數(shù)的使用，就會很容易完成語音錄放，這些都為軟件開發(fā)提供了方便的條件。