基于PT1000的自动量热仪的研究与设计

目的:介绍一种基于PT1000的自动量热仪的研究与设计。方法:改变传统上下位机控制的方法,采用可编程逻辑器件,将主控制卡和人机界面两部分分开控制,采用SPI通讯方式进行数据传递,内外筒温度采集均采用高精度的温度传感器PT1000采集,试验过程中,对于初期、主期以及末期的温度采集以及C值的算法均按照试验的要求设置,试验环境采用高精度恒温系统,尽量避免由环境温差引起的误差。结果:经过瑞方法和国标法对热容量和发热量的测试,测试结果符合国家标准。结论:本设计方法可行。具有良好的推广价值。     

基于STM32的重金属离子测量仪器的设计与试验

设计了一种基于STM32控制芯片采用离子选择性电极检测重金属的仪器.对离子选择电极信号处理电路和PT1000测温电路的关键点进行详细分析比较.根据Ag离子电极电位数据,依据最小二乘法,采用5点校准模型进行线性拟合处理.连续采集记录Cd离子电极响应曲线,提出采用最值差值法进行稳定性判断.最后进行测试试验,结果证明采用的相关模型和算法能够满足一般测量要求,为相关设计提供了参考.     

一种低功耗高精度的NB-IoT温度采集系统设计

针对目前工业应用中对精度和功耗的要求,设计了一款以低功耗、高性能的PIC18F24K22单片机为处理器,以PT100为温度传感器,以高精度的AD7794为A/D转换器,利用NB-IoT通信模块进行无线传输的温度采集系统.设计中PT100采用四线制消除来自连接导线的压降误差,使用精密电阻法为AD7794转换电路提供参考电压,消除了恒流源漂移电流误差,同时减小了参考电压精度对测量结果的影响.设计了高精度的电阻值-温度值的变换关系式,有效地减少了转换误差.测试结果表明,温度的测量精度高于0.04 ℃,并且在实际的应用环境中具有出色的稳定性.     

基于STC89C52单片机的多功能测温仪设计

设计了由STC89C52单片机、PT100温度传感器以及LCD 12864 (ST7920)液晶显示器组成的多功能数字测温仪.详细介绍了系统的硬件组成和软件流程,说明了PT100温度采集电路的工作原理及LCD12864显示温度、时间、日期的函数.实测温度表明,该系统的可靠性和测试精度均达到了设计要求.     

低功耗超声波热量表的设计与实现

该文设计了一种低功耗高精度的超声波热量表.热量表采用MSP430作为MCU,使用时间测量芯片TDC-GP21来测量超声波前向和后向传播时间,利用热敏电阻PT1000测量进水口和出水口处温度.文中从硬件设计入手,探讨了热量表的组成原理,并基于该硬件设计了热量计算软件.实际测试结果表明,该热量表具有较高的计量精度和良好的稳定性.     

基于STM32的化学发光免疫分析仪温控系统的设计与应用

在全自动化学发光免疫分析仪检测样本的过程中,温度的变化会显著影响样本与试剂化学反应的速度和结果,影响仪器检验结果的可靠性,因此,亟需高精度的温度控制系统。对此,研究了一种以STM32微处理器为核心的控制电路,选用三线制PT1000温度传感器和LTC2983数字温度测量芯片,设计了比率式测温电路,同时采用光耦驱动MOS管的方式进行驱动控制。结果表明,该温度控制电路具有较高的稳定性,且测量准确度能达到±0.1℃,满足全自动化学发光免疫分析仪上的温度要求。     

智能温控表的设计

介绍了一种智能温控表的设计方法、系统构成和软件设计;该智能温控表以STC12C5A60S2单片机为核心,采用高精度PT1000铂电阻作为温度传感器,通过内置的10位A/D转换器采集到电压信号,实现对当前的环境温度采集,将目标温度值与实际温度值经过增量式PID运算得出相应控制量数据,可使得控制的温度稳定在与目标温度误差2 ℃以内,控制精确高,可靠性好;另外该智能温控表还具有通用性强,可方便连接控制多种加热设备、便于检测和修改的模块化编程、参数可调和使用灵活等优点。     

一种高精度黑体辐射源温度测控系统设计

黑体辐射源作为通用红外目标,主要用于红外热成像系统的性能测试、校准和标定,其温度精度和稳定性直接影响产品的最终性能.为实现黑体辐射面温度的高精度测量与控制,提升红外热成像系统整体性能,提出了基于ATmega128单片机的黑体辐射源温度测控系统方案设计;利用MAX1402芯片和PT100完成温度的高精度测量;采用四线制恒压源驱动电路,简化硬件电路设计;基于μC/OS-Ⅱ操作系统平台和PID控制算法完成系统软件设计.详细阐述了MAX1402的校准和PT100标定过程,分析了影响温度测量和控制精度的影响因素并提出了解决方法.实验结果表明,该系统的温度测量绝对误差小于0.01℃,控制稳态绝对误差小于0.004℃.满足红外热成像系统性能提升的需求.     

高精度轻质无线测温系统研制与实现

作为航天器研制与试验当中的重要组成部分,高精度、高可靠的温度采集与监测,对航天器的设计与改进都具有重要的指导作用。为了满足对航天器内部环境和设备温度采集和测试要求,摒弃传统传感器有线布线方式,优化航天器整器装配周期,降低测温系统重量,提高系统可靠性,分析并设计了高精度轻质无线温度测量系统;该系统能够采集各测点的温度信号,再对信号进行运算处理后,通过无线网络传送给上位机进行数据分析和温度实时显示;后对系统性能指标及功能进行验证,证明了测温系统具有轻质、长待机时间、高精度、远传输距离和高可靠性等特点,满足单路温度采集系统重量低于2g,待机时间不少于240小时的任务指标要求,且可对航天器内部环境和设备温度进行实时监测与分析处理。     

基于LXI总线的热电偶采集系统设计与应用验证

针对复杂装备测试时多通道热电偶传感器的高精度高稳定性温度测试需求,设计了一种基于LXI总线的热电偶采集系统,单台设备具有48个测量通道,通过LXI总线可以实现多设备间同步测量,大幅提高了测量效率与测量精度。本系统采用高精度24位模数信号采集与调理技术,电压采集分辨率最小可达到0.032uV、温度采集分辨率达到0.04℃,电压测量精度达到0.05%；设计了一种高精度快速冷端温度补偿模块,可以有效补偿环境温度变化所带来的测量误差,T型热电偶温度测量精度达到0.25℃；集成了多种热电偶传感器电压-温度信号转换与补偿算法,支持J、K、T、E、S、R、B、N型8种热电偶；为有效解决数百通道温度采集面临的多设备同步采集问题,采用了LXI总线架构,多设备间均通过LAN进行数据通讯。为进一步验证所设计系统的性能,通过某计量实验室进行了温度准确度与电压准确度测试,R型热电偶温度测量误差在0.45℃内、S型热电偶温度测量误差在0.6℃内；最后,在某发动机综合测试试验台上进行了K型热电偶实测验证,并通过与NI公司的PXIe-4353模块进行对比测试,验证了所设计的热电偶采集系统具备较高的测量精度,K型热电偶准确度达到了0.5℃。     

基于PT1000的冗余温度补偿型超声波测距传感器的设计

针对超声波在介质中传播速度易受到环境温度影响的问题,设计基于PT1000铂电阻温度补偿型超声波测距传感器.传感器基于PT1000铂电阻构成电桥电路,将温度变化转变为电压变化量,经16位A/D芯片模数转换后传给单片机,再依据铂电阻特性曲线进行比较、运算得出温度值,利用误差平均效应方法对四个相同结构冗余的铂电阻电桥测量数值进行平均计算得出最终温度值,进而得出此温度下的速度值;运用渡越时间检测法采集脉冲回波的时间,再利用距离公式计算则得出距离值.实验结果表明,采用PT1000补偿的测距传感器测量平均误差为0.001m,没有温度补偿测距传感器测量平均误差为-0.110m,采用DS18B20补偿测距传感器测量平均误差为0.010m.     

嵌入式电子鼻测试系统设计

基于金属氧化物传感器阵列、高精度浮点运算处理器、温度采集和控制模块以及人机界面设计并搭建了电子鼻测试实验系统;介绍了测试系统的总体结构,介绍了系统的硬件设计,讨论了下位机程序流程,最后详细讨论了高精度ADC采样的校准算法;最后,通过配备不同浓度的H2和CH4组合气体对设计系统进行了定性识别实验,结果表明,设计的电子鼻实验测试系统对自制的混合气体辨识率可达100%。     

极地多点低温低功耗高精度柔性温度链的设计

为有效提高极地冰盖低温环境下温度测量的精度,设计了一款基于Pt1000的多点低温低功耗高精度铂电阻柔性温度链。温度链由主机和多个从机组成,主机用于读取整条温度链的数据并与外界进行数据交互,从机用于采集和上传温度数据,主机和从机之间采用RS485总线通讯方式。每个单点铂电阻温度测量单元都采用软件校正,单点测温误差不超过0.006 9℃。室内低温实验和现场试验表明,该温度链对低温环境下多点同时测温整体可靠性较高,适用于在极地环境下对冰川冰雪的温度场剖面检测。     

基于多通道高精度温度检测系统的设计

恒温箱的工作环境对仪器的功能的实现具有重要的影响,多通道高精度温度检测系统是恒温箱控制的前端数据采集部分。本文介绍了一套针对精密仪器工作所需的环境特点设计的多通道(8路温度)高精度温度测量系统,该系统能对仪器工作环境进行测试分析,并能将测量结果通过RS232C传递给PC机,以便整个系统的准确控制。     

基于ARM和ADS1248高精度测温装置的设计

为了实现医疗制冷柜在超低温环境中对关键部位温度参数的高精度采集,设计了一种多路高精度测温装置。装置基于高精度测温专用A/D芯片ADS1248设计,选取具有高效哈佛结构的STM32系列单片机作为控制核心,以Pt100铂电阻作为温度传感器,使用四线制测量方法,在外部参考电压测量法中采用了一个高精度参考电阻,使Pt100的精确度得以提高。选用了24位的ADS1248集成芯片,包括PGA放大器、恒流源等,在满足较高的分辨率同时简化了装置,提高了效率。通过查表差值法和牛顿迭代法相结合的方法优化了Pt100的非线性特性,提高了其精度,并将温度参数存入Flash储存器。测试结果表明,在30~300℃温度范围内,本装置精度达到±0.01℃,能够满足医疗器械在超低温控制中的精度要求。     

虚拟仪器测试系统的系统级自动校准装置设计

基于虚拟仪器的测试系统应用十分广泛,在使用中由于受各种应力的作用以及环境的影响,会出现一些参数测试不准确的现象;要使该系统能够准确地完成测试任务,和其它台式测试设备一样,也需要定期进行系统校准;在校准时如果仅对测试系统中的各种虚拟仪器功能模块进行校准还比较容易,而要对完整的测试系统进行系统校准难度较大;文中以某VXI总线测试系统进行系统级的校准需求为目标,采用系统级比对的方法设计了一套自动校准装置,该装置采用标准计量校准信号源、高精度采集仪器、高精度切换开关等,通过软件控制校准系统自动运行,实现对基于虚拟仪器的测试系统的系统级计量;通过试验表明,自动校准装置能够方便地对其进行系统校准,使用稳定可靠,可以满足使用要求。     

基于CPLD的温度采集系统的设计

本文介绍了一种基于CPLD的温度采集系统的设计方法,设计分为温度采集和LED显示两个功能模块.与常用温度采集系统相比,本设计采用高精度数字温度传感器MAX6627与CPLD控制芯片EPM3128ATC144,系统具有较高的准确性、通用性和灵活性,功能扩展后可通过高速数据传输接口实现与PC机的通信,对采集数据进行综合分析与处理.     

星载温度传感控制芯片的自动测试系统

为了评估星载相控阵T/R组件的电性能、温度传感和抗单粒子效应能力,针对星载X波段T/R组件中一款自主研发的温度传感控制芯片,设计开发了一套基于LabVIEW的自动测试系统。系统采用高速数字I/O技术,提高了芯片电性能测试速度;同时系统具备高精度自动温度测试功能,能够精确评估芯片温度传感性能;另外系统具备数据自动处理功能,能够完成芯片电性能测试数据和设计指标的比对、温度测试数据和标定温度的误差分析以及单粒子效应试验前后数据变化量统计。最后采用本系统对芯片功耗、温度传感和抗单粒子效应能力进行了实测分析,测试结果表明该芯片功能正常、性能良好,可用于温度剧烈变化和充满空间辐射的航天环境,同时测试系统具备操作简单、可移植性好、测试速度快和测试精度高等优点。     

基于模糊PID的高精度温度控制系统

为满足工业生产领域对温度传感器现场标定的需求,设计了一套基于模糊PID的便携式高精度温度控制系统,使 用模糊算法对PID参数进行自动控制和整定,满足对不同温度段的控制要求,根据H桥驱动电路搭建TEC驱动模块,利用铂电阻PT1000作为温度传感器,设计并完成了一套高精度温度控制系统,实验表明,在-20 ℃ ~ 120 ℃的控温范围之间,系统控温精度优于±0.005℃ ,并可以长期稳定在设定温度,超调量小,系统体积小携带方便,可以满足复杂场合现场标定温度传感器的需求。     

一种执行机构等效装置设计

为了满足航天器桌面散态匹配试验测试需求,研制一种基于PC104总线的执行机构等效装置,详细阐述了等效装置的功能、工作原理、硬件电路设计、软件设计思想,该系统采用模块化、可配置软件架构设计,实现了正常、应急多测试工况一体化设计;应用严格的窗口比较器硬件电路设计技术,实现信号电压幅值的高精度采集,确保输入信号的可靠判定;利用FPGA技术突破信号脉宽高精度采集和信号延时高精度可控等关键技术,该系统实现了输入信号幅值、脉宽的实时采集、存储与显示,并按照事先设定的工作模式及配置参数,完成不同测试工况下输出信号的模拟反馈。试验结果表明,系统稳定可靠,人机界面友好,满足航天器多测试工况控制时序和功能检查需求。