多通道高精度温度测量装置的研究与设计

发布时间：2020-10-20 03:26

　　 温度作为飞行器研制与试验当中重要的环境参数,对飞行器的设计与改进都具有重要的指导作用。由于飞行器内部环境复杂,温度范围差异较大,且存在多种电磁干扰,因此对温度采集设备的采集精度、通道数量和可靠性提出了更高的要求。为了满足对飞行器内部环境温度采集和测试的要求,分析并设计了多通道高精度温度测量系统,该系统主要对温度信号进行采集、变换和编码,通过热电偶传感器将温度信号转换为模拟电压信号,然后由模数转换器将模拟信号转化为数字信号,传输给上位机测试台,进行温度的实时显示和数据处理。多通道高精度温度测量系统主要由热电偶传感器、温度采集转发装置、温度采集变换装置和上位机测试台所组成。为了提高系统的采集精度和抗干扰能力,分别从硬件电路和软件逻辑两方面进行了研究与优化设计,在硬件电路方面,采用了K型热电偶传感器,并应用了K型热电偶补偿电路,对热电偶温度信号进行温度补偿处理,AD8495芯片可随着冷端环境温度的变化进行自动补偿,并且可为K型热电偶输出的小信号提供5mV/℃的固定线性增益输出,来提高设备对环境温度的适应能力,从而提高采集精度。并且为了提高系统的抗干扰能力,设计了信号调理电路、二阶压控滤波电路、抗混叠滤波电路等,提高信噪比,保证信号传输稳定可靠。在逻辑设计方面,采用了FPGA作为主控制器,控制信号的采集、通道切换及数据传输,极大的提高了数据处理能力。并改进了K型热电偶的标定方法,减小了线性误差,进一步的提高了采集精度和准确性。同时还使用了CAN总线通讯协议,保证两台测量装置数据传输的稳定可靠,并且具有CAN预留接口,方便增加采集设备及改变采集通道数,使采集系统具有更高的灵活性和可继承性。最后是对系统性能指标及功能进行验证,通过大量的高温、低温、振动和加速度试验,证明了温度采集系统具有高精度和高可靠性,满足任务指标要求,可对飞行器内部环境温度进行实时监测与分析处理。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V216.8
【部分图文】：

图 1.1 34980A 测试主机，德国 HBM 公司便在测试和测量领域具有的传感器和高精度数据采集系统以及耐久性采集系统及测试台，如图 1.2 所示，每个数收最多 96 个采集通道的模拟数据，并且可以电压信号、电流信号、应变信号等。也可以在具有较高的可靠性[8]。图 1.2 数据采集系统及测试台系统相比于国外发展相对较晚，技术不够成熟

中北大学学位论文图 1.1 34980A 测试主机，德国 HBM 公司便在测试和测量领域具有的传感器和高精度数据采集系统以及耐久性采集系统及测试台，如图 1.2 所示，每个数收最多 96 个采集通道的模拟数据，并且可以电压信号、电流信号、应变信号等。也可以在具有较高的可靠性[8]。

系统的软硬件设计，需要根据任务要求进行分析，确定设的设计和规划，才能确保方案的可行性和满足任务需求。系统方案设计系统由温度采集转发装置、温度采集变换装置和上位机测内部空间环境的温度参数，通过热电偶传感器实现温度的度采集转发装置和温度采集变换装置对热电偶传感器输编码, 并通过 RS-422 接口传送给上位机进行数据分析和展温度采集转发装置和温度采集变换装置之间通过 CAN 总对 CAN 总线传输数据进行实时监测。量装置方案设计
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王利军;田亮;叶艳;尹星;;超声波温度测量装置的设计与实现[J];电站系统工程;2011年06期

2 梁中明;徐阳;;一种简易温度测量装置的设计[J];自动化博览;2007年03期

3 江世明,刘先任;基于DS18B20的智能温度测量装置[J];邵阳学院学报(自然科学版);2004年04期

4 张敏;温度测量装置的控制方法[J];信息技术与标准化;2002年06期

5 梁耀荣;激光加工点温度测量装置的光学系统参数的计算与选定[J];航空精密制造技术;1997年01期

6 杨玉秋;;我院研制成功我国第一台柴油机燃烧火焰瞬时温度测量装置[J];船工科技;1987年03期

7 罗玉河;微机控制转子温度测量装置[J];电工技术杂志;1988年02期

8 ;“能够精确测量不同水深温度的抗震防摔温度测量装置”获得国家实用新型专利授权[J];中国水产;2015年08期

9 晏文靖;;基于DS18B20的温度测量装置[J];科技信息;2009年33期

10 赵芳;5类电缆挤出过程中的温度测量装置[J];光纤与电缆及其应用技术;1997年06期

相关博士学位论文 前1条

1 张志勇;存储式活塞稳态温度测量装置的研究[D];华中科技大学;2011年

相关硕士学位论文 前4条

1 霍明瑞;多通道高精度温度测量装置的研究与设计[D];中北大学;2019年

2 张洪方;药室温度测量装置检定系统研究[D];长春理工大学;2008年

3 曹斯琦;基于无线数据传输的活塞实时测温系统设计[D];中北大学;2015年

4 罗斯杰;煮茧茧腔内外温度测量研究[D];苏州大学;2007年

本文编号：2848137