發(fā)布時間：2020-10-20 03:26

　　 溫度作為飛行器研制與試驗當(dāng)中重要的環(huán)境參數(shù),對飛行器的設(shè)計與改進都具有重要的指導(dǎo)作用。由于飛行器內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜,溫度范圍差異較大,且存在多種電磁干擾,因此對溫度采集設(shè)備的采集精度、通道數(shù)量和可靠性提出了更高的要求。為了滿足對飛行器內(nèi)部環(huán)境溫度采集和測試的要求,分析并設(shè)計了多通道高精度溫度測量系統(tǒng),該系統(tǒng)主要對溫度信號進行采集、變換和編碼,通過熱電偶傳感器將溫度信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號,然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,傳輸給上位機測試臺,進行溫度的實時顯示和數(shù)據(jù)處理。多通道高精度溫度測量系統(tǒng)主要由熱電偶傳感器、溫度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置、溫度采集變換裝置和上位機測試臺所組成。為了提高系統(tǒng)的采集精度和抗干擾能力,分別從硬件電路和軟件邏輯兩方面進行了研究與優(yōu)化設(shè)計,在硬件電路方面,采用了K型熱電偶傳感器,并應(yīng)用了K型熱電偶補償電路,對熱電偶溫度信號進行溫度補償處理,AD8495芯片可隨著冷端環(huán)境溫度的變化進行自動補償,并且可為K型熱電偶輸出的小信號提供5mV/℃的固定線性增益輸出,來提高設(shè)備對環(huán)境溫度的適應(yīng)能力,從而提高采集精度。并且為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力,設(shè)計了信號調(diào)理電路、二階壓控濾波電路、抗混疊濾波電路等,提高信噪比,保證信號傳輸穩(wěn)定可靠。在邏輯設(shè)計方面,采用了FPGA作為主控制器,控制信號的采集、通道切換及數(shù)據(jù)傳輸,極大的提高了數(shù)據(jù)處理能力。并改進了K型熱電偶的標定方法,減小了線性誤差,進一步的提高了采集精度和準確性。同時還使用了CAN總線通訊協(xié)議,保證兩臺測量裝置數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定可靠,并且具有CAN預(yù)留接口,方便增加采集設(shè)備及改變采集通道數(shù),使采集系統(tǒng)具有更高的靈活性和可繼承性。最后是對系統(tǒng)性能指標及功能進行驗證,通過大量的高溫、低溫、振動和加速度試驗,證明了溫度采集系統(tǒng)具有高精度和高可靠性,滿足任務(wù)指標要求,可對飛行器內(nèi)部環(huán)境溫度進行實時監(jiān)測與分析處理。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V216.8
【部分圖文】：

圖 1.1 34980A 測試主機，德國 HBM 公司便在測試和測量領(lǐng)域具有的傳感器和高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及耐久性采集系統(tǒng)及測試臺，如圖 1.2 所示，每個數(shù)收最多 96 個采集通道的模擬數(shù)據(jù)，并且可以電壓信號、電流信號、應(yīng)變信號等。也可以在具有較高的可靠性[8]。圖 1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及測試臺系統(tǒng)相比于國外發(fā)展相對較晚，技術(shù)不夠成熟

中北大學(xué)學(xué)位論文圖 1.1 34980A 測試主機，德國 HBM 公司便在測試和測量領(lǐng)域具有的傳感器和高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及耐久性采集系統(tǒng)及測試臺，如圖 1.2 所示，每個數(shù)收最多 96 個采集通道的模擬數(shù)據(jù)，并且可以電壓信號、電流信號、應(yīng)變信號等。也可以在具有較高的可靠性[8]。

系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，需要根據(jù)任務(wù)要求進行分析，確定設(shè)的設(shè)計和規(guī)劃，才能確保方案的可行性和滿足任務(wù)需求。系統(tǒng)方案設(shè)計系統(tǒng)由溫度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置、溫度采集變換裝置和上位機測內(nèi)部空間環(huán)境的溫度參數(shù)，通過熱電偶傳感器實現(xiàn)溫度的度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置和溫度采集變換裝置對熱電偶傳感器輸編碼, 并通過 RS-422 接口傳送給上位機進行數(shù)據(jù)分析和展溫度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置和溫度采集變換裝置之間通過 CAN 總對 CAN 總線傳輸數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測。量裝置方案設(shè)計
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王利軍;田亮;葉艷;尹星;;超聲波溫度測量裝置的設(shè)計與實現(xiàn)[J];電站系統(tǒng)工程;2011年06期

2 梁中明;徐陽;;一種簡易溫度測量裝置的設(shè)計[J];自動化博覽;2007年03期

3 江世明,劉先任;基于DS18B20的智能溫度測量裝置[J];邵陽學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年04期

4 張敏;溫度測量裝置的控制方法[J];信息技術(shù)與標準化;2002年06期

5 梁耀榮;激光加工點溫度測量裝置的光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)的計算與選定[J];航空精密制造技術(shù);1997年01期

6 楊玉秋;;我院研制成功我國第一臺柴油機燃燒火焰瞬時溫度測量裝置[J];船工科技;1987年03期

7 羅玉河;微機控制轉(zhuǎn)子溫度測量裝置[J];電工技術(shù)雜志;1988年02期

8 ;“能夠精確測量不同水深溫度的抗震防摔溫度測量裝置”獲得國家實用新型專利授權(quán)[J];中國水產(chǎn);2015年08期

9 晏文靖;;基于DS18B20的溫度測量裝置[J];科技信息;2009年33期

10 趙芳;5類電纜擠出過程中的溫度測量裝置[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);1997年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張志勇;存儲式活塞穩(wěn)態(tài)溫度測量裝置的研究[D];華中科技大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 霍明瑞;多通道高精度溫度測量裝置的研究與設(shè)計[D];中北大學(xué);2019年

2 張洪方;藥室溫度測量裝置檢定系統(tǒng)研究[D];長春理工大學(xué);2008年

3 曹斯琦;基于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕钊麑崟r測溫系統(tǒng)設(shè)計[D];中北大學(xué);2015年

4 羅斯杰;煮繭繭腔內(nèi)外溫度測量研究[D];蘇州大學(xué);2007年

本文編號：2848137