溫度作為一項熱工參數，在工業現場和過程控制中具有至關重要的作用。因而，各種以熱電偶、鉑電阻作為傳感器的溫度變送器和數字溫度計普遍使用。在這些情況下，多采用有線連接方式采集溫度信號及傳輸數據，這雖然滿足了測溫目的，但存在電纜布線引起的一些問題。為滿足某些測溫場合的無線傳輸溫度參數要求，遠程控制測溫過程，滿足測溫過程溫度信號處理易實現的要求，研制了可無線傳輸、可視化編程的高精度測溫系統。系統中采用無線通訊、溫度信號調理和單片計算機電路構成無線傳輸的高精度數字溫度計。采用了單片無線收發芯片nRF401，發射功率為10dBm，傳輸距離室內可達20m，室外100m。還可根據不同需要安裝外接天線，達到更遠的距離。采用可視化編程技術構成溫度數據接收、處理系統，實現遠程控制測溫。 測溫系統從功能可分為三大部分，一部分由溫度傳感器鉑電阻、溫度信號調理電路及中控制單元組成的溫度參數采集和處理電路。鉑電阻感受溫度信號，送交溫度信號調理電路處理。在控制單元的控制下，溫度信號調理電路將模擬量轉化為數字量，經過線性修正，的測量值并顯示給測量者。二部分，單片無線收/發模塊和控制單元組成的無線傳輸部分。主要完成溫度數據和測量命令的無線傳送和接收。無線收/發模塊采用瑞典nordic公司生產的ISM頻段的單片無線收/發模塊nRF401。控制單元控制nRF401功能引腳完成無線傳輸。使用C語言編制的通信協議，完成錯誤檢驗、錯誤糾正和自動請求重傳功能，達到可靠通信。第三部分是可視化編程實現的上位機遠程控制部分。此項功能是可選的，控制按鍵中有一遠程控制功能，如果控制單元檢測到此鍵按下，其他功能鍵失效，控制功能全部交由上位機完成。上位機和控制單元通過RS-232口傳遞數據和控制命令，測溫過程控制和數據處理更加方便。 溫度信號調理電路采用CS5532芯片，調理電橋輸出信號，對其實現24bit的A/D轉換。CS5532采用∑-△過采樣技術，具有轉換位數高(24bit)，支持SPI接口協議，便于與MCS51單片計算機連接的特點。CS5532的1腳和2腳連接的是溫度參數的模擬輸入端，PT100感受溫度變化，電橋輸出電壓發生變化。這個電壓直接連接到CS5532的1腳和2腳，在微控制器控制下測量出電壓值，再依據擬合曲線求出阻值，準確計算溫度值。橋臂中的電阻，根據PT100的電流不能超過1mA，計算出其值是1.5k，全部選用高精度電阻，溫漂系數滿足要求。MAX6138基準電源，輸出值是1.205V。3腳和4腳之間連接一個22nF的電容。5腳和6腳分別連接模擬電源的正極(+2.5V)和負極(-2.5V)，為了保證穩定，使用穩壓管LM385。AD7660將+5V電壓轉換為-5V電壓，為ADC提供負基準電源。9腳和10腳之間連接的是ADC晶振，4.9152MHz。11腳、12腳和13腳三個引腳被稱為SPI(串行協議接口)，是串行通信協議，方便與微控器通信。11腳通過隔離器連接到微控制器的21腳做為串行通信的時鐘；12腳通過隔離器連接到微控制器的23腳做為串行通信的數據輸出端；13腳通過隔離器連接到微控制器的22腳做為串行通信的數據輸入端。隔離器的使用減少了干擾，通信更加穩定，提高了通信效率。14腳芯片選擇端接地，芯片始終被選中。15腳接+5V電源。16腳、17腳、19腳、20腳接地。18腳基準輸出端，接2.5V基準電壓。 無線傳輸高精度測溫系統采用nRF401單片無線收/發芯片實現無線傳輸溫度數據和測量命令。nRF401是一個專用工業頻段(433MHz)無線收發芯片。它采用FSK(移頻鍵控)調制解調技術，具有無需曼徹斯特編碼、誤碼率低、便于與單片計算機連接等特點。傳輸速率可達20KHz，滿足靜態溫度測量要求。為了可靠通信，編程時可設計通信協議并考慮數據的糾檢錯。檢錯可采用效驗和方式或更好的CRC(循環冗余校驗)校驗方式。使用單片計算機的I/O口，分別對nRF401的發送/接收模式、上電/待機模式和通道選擇模式進行設置和程序控制，即可實現溫度數據的無線發送/接收傳輸。 無線傳輸高精度測溫系統的第三部分，可視化編程實現的上能機遠程控制部分。上位機程序主要由可視化編程軟件TESTPOINT編寫，可以遠程完成對溫度參數的測量、保存、打印和歷史記錄的查詢。 TESTPOINT是美國CapitalEquipmentCorporation公司生產的一種基于GUI(圖形用戶界面)的可視化編程軟件。TESTPOINT的特點是能夠很方便實現各種通信，加上其功能強大的數學計算能力，非常適用于各種測量和圖形處理軟件的編寫。通過拖拉TESTPOINT控件和對各種功能的重新組合很方便實現所需要功能，大大縮短了軟件開發周期。 可視化編程遠程控制系統主要具有以下幾項功能： (1)遠程測量；(2)數據顯示；(3)數據記錄；(4)數據保存；(5)數據打印；(6)歷史記錄查詢。 數據通過CODE控件可很方便的與外部程序接口，以便進行保存和處理等操作。使用遠程控制程序，可以使測量過程更加直觀，便于數據測量、保存、查詢等。 我們研制的無線傳輸高精度測溫系統由于采用了高精度溫度信號調理電路，因此其測量精度主要取決于不同現場測溫要求所選用的熱電阻。我們鉑電阻PT100在實驗室條件下對測溫系統進行多次無線傳輸的實驗檢定。測試是在兩個實驗室內進行的，一個放發送端，一個放接收端，數掘傳輸需要穿過一面墻。從-50℃～+400℃每隔50℃作為一個測試點。用普通直流穩壓電源再經過二次穩壓，其它電路的電源也都經過二次穩壓，電壓表用直流數字電壓表。測試時用可變電阻箱代替鉑電阻進行測試，對應的電阻值是從某儀表廠生產的分度號為PT100、比位(R100/R0)為1.3851的鉑電阻手冊查得的。 根據實驗數據，可以看出誤差在千分之一到千分之五范圍以內。無論是用上位機控制傳輸數據還是直接采用按鈕控制傳輸數據，一秒鐘之內可以傳輸一個數據。 通過上述分析可見本文描述的測溫系統，可實現無線傳輸溫度和可視化編程處理測溫過程的功能，具有實用價值。測溫系統采用的溫度信號調理電路具有精度高(可以達到千分之一到千分之五之內)、電路簡單易于實現的特點，適于作為數字溫度計的信號處理電路。溫度數據的無線傳輸與可視化編程技術相結合，為現場測溫提供了一種更易于觀測處理的方案。無線測溫設備傳輸距離在室內可達到20米，可以穿過一面墻；室外可達到100米。