测量系统就是通过传感器把被测信号转换成电信号,从而测量出被测量。温度测量系统就是通过温度传感器把温度信号转换成模拟电信号,为了方便直观,再把电信号用显示器显示出来的系统。随着社会的进步、科技的发展以及工业生产的需要,人们对温度的测量和控制越来越重视,对温度测量产品的测量精度要求也越来越高。对温度的准确采集及合理调控,将会对那些对温度测试要求较高的工作环境起到至关重要的作用。通常温度测量系统是以温度传感器为核心的测温系统,随着科学技术的进步,温度测量系统的设计也越来越向集成化、智能化方向发展。本文是基于CPLD和钨铼热电偶温度传感器的爆炸现场温度动态测试的方案设计。
在爆炸现场温度动态测试中,我们用到的技术叫存储测试技术。所谓存储测试技术,是指在对被测对象无影响或影响在允许范围的条件下,在被测体内置入微型存储测试仪器,现场实时完成信息快速采集与存储,事后回收记录仪,由计算机处理和再现被测信息的一种动态测试技术。
爆炸现场温度动态测试总体设计
本次设计的温度测试系统,主要是利用CPLD来实现。温度传感器将外界温度信号转换为微弱的电压信号,通过模拟电路部分将输入信号进行放大和滤波,再经过A/D转化电路把模拟信号转换为数字信号,然后经过FIFO存入存储器,计算机通过接口电路对数据进行读取。其中,A/D转换器、FIFO、存储器和电源管理模块都是由CPLD控制。
主控芯片CPLD的选择
在本次设计中使用Xilinx公司生产的XCR3128作为温度测试系统的主控CPLD芯片。XCR3128有100个引脚,其中有76个I/O引脚,4个信号接口,4个全局时钟,7个VCC,8个GND,1个PORT_EN;共包含128个宏单元,VCC为3.6V,电流限制为200mA。XCR3128封装小,功耗低,充分满足了实际需要。在本次设计中,控制部分主要由CPLD控制电路时序和工作模式的产生。主要功能有:
1)电源管理及控制模块:该模块主要实现测试系统的电源管理及全局时钟控制,从而达到降低功耗和控制各信号初态的目的。
2)时钟分频模块:该模块主要实现对从晶体振荡器输出到CPLD的时钟进行分频,从而得到A/D转换器、存储器和FIFO需要的时序。
3)编程触发比较模块:该模块主要实现触发温度数字电平的编程,通过移位寄存器实现;数字比较部分是把A/D转换结果和所编温度数字电平值比较判断触发与否。
4)FIFO及存储器地址模块:该模块主要实现生成FIFO和存储器需要的地址,FIFO和存储器的数据读写。
5)A/D时序产生模块:该模块主要实现A/D转换器的CONVST/和读信号的时序生成。
6)读数模块:该模块主要实现读数接口的逻辑连接控制,接收计算机发送的脉冲信号,以完成数据传输的目的。
温度传感器
本次使用的是美国NANMAC公司的E12钨铼侵蚀热电偶。因为在爆炸场等高温、高压、高冲击的恶劣环境下,采集瞬时温度的动态变化对温度传感器要求很高。而该热电偶瞬态温度响应时间仅为几百微妙,温度范围高达2315℃,耐压程度高达69MPa,完全能够满足爆炸场温度测试的需要。为了使E12钨铼热电偶冷端温度固定在0℃,本次设计采用了补偿电桥法补偿冷端的温度变化。
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接合点 热电偶温度不同时,就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存有温差时,显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
侵蚀型热电偶能测量前所未有的温度数据。因为该热电偶结置于探头端面上。它可以加工成任何形状。在测量过程中会受侵蚀或磨损,但它会在受侵蚀的情况下自动更新其热电偶结。此外,它的响应时间达到微秒级,可测量内壁表面或室内的两种不同的温度:一种是表面温度(热接地热电偶),另一种是内壁表面接合面温度或气体温度(非热接地热电偶)。
关键字:爆炸现场 温度 动态测试
编辑:神话 引用地址:爆炸现场温度动态测试的方案设计
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2. 控制系统总体设计要求
根据实际情况,本控制系统要完成以下功能:
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(2) 有稳压供电和充电两种工作模式。
(3) 采用最高电压Vmax、最高温度Tmax、最长充
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AT89S52与DS18B20数字温度传感器测试结束
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* 采用四位共阴极数码管琒R42056K,P1口接数码管段码。P0.0接第一位
* P0.1接第二位,p0.2接第三位,p0.3接第四位。
* 单片机AR89S52,晶振7.3728M
* DS18B20接P2.0。
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#include reg52.h
#include intrins.h
#define uc
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温度测试系统总体设计方案分析
随着科技的发展和现代化工业生产的需要,温度的测量和控制越来越受到人们的关注,对温度的准确采集及合理调控,将会对温度要求较高的工作环境起到至关重要的作用。尤其是在炸药爆破等恶劣环境条件下对爆炸场温度的分布规律的研究有助于为炸药和相关弹药的威力考核及分析提供依据。文中利用CPLD作为主控芯片,使用钨铼热电偶温度传感器并配以高效低功耗的测试电路对爆炸场温度进行动态测试。
1 系统设计方案
1.1 动态存储测试
所谓存储测试技术,是指在对被测对象无影响或影响在允许范围的条件下,在被测体内置入微型存储测试仪器,现场实时完成信息快速采集与存储,事后回收记录仪,由计算机处理和再现被测信息的一种动态测试技术。
1.2 测试
[测试测量]