检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

热电偶测量表面温升的误差和优化研究

热电偶测量表面温升的误差和优化研究

作者：杜冠廷华南理工大学

学位级别：硕士

新能源汽车在日常使用中频发起火和爆炸等严重人身安全事故,因而汽车电子电器部件热可靠性显得尤为重要。目前,利用热电偶开展温升测量具有快速且廉价的特点,是汽车行业开展汽车零部件评估热可靠性的重要手段。但是该方法存在人为误差... 详细信息

新能源汽车在日常使用中频发起火和爆炸等严重人身安全事故,因而汽车电子电器部件热可靠性显得尤为重要。目前,利用热电偶开展温升测量具有快速且廉价的特点,是汽车行业开展汽车零部件评估热可靠性的重要手段。但是该方法存在人为误差大、冷端补偿误差大的固有缺点,造成测试精度不高且结果复现性不好。本文从热电偶法测温升原理着手,分析该方法在测试中引入误差的来源,并利用不确定度评价模型对引入误差来源开展了定量表征;依据表征结果得出热电偶与测温表面热传递、热电偶老化劣化和热电信号采集是权重最高的三个误差来源并对其进行深入分析;分析了热电偶与测温表面热传递热传递阻抗模型,并运用了电路分析方法对其进行了深入研究;利用有限元仿真工具分析热电偶与测温表面的接触传热路径,得出现有方案中热电偶热端温度低于测温表面温度,证明了热传递阻抗模型的正确性和分析方法的有效性;基于上述模型提出了一种简单有效的优化措施,提高了接触表面的热传递精度,通过有限元分析和实验验证优化后的热电偶热端温度误差＜0.5℃;深入分析了热电偶的热电转换原理,得出长时高温和温度循环使热电偶劣化,降低热电偶测量精度;设计并进行实验探究了长时高温和温度循环情况下不同热电偶规格（线径、牌号）与热电偶测量精度之间的关系,归纳出热电偶的规格选用一般性经验;简要介绍了热电信号转换为数字信号的处理过程,总结得到冷端补偿和测量噪声在热电信号转换过程中误差权重较大;通过实验表征了已有设备的冷端补偿误差和测量噪声,其误差之和可达1℃;设计了一套多通道热电信号采集装置,并通过实验验证其冷端补偿精度和测量噪声峰值分别为0.2℃和0.03℃。最后,对业内的不确定度评价模型进行了优化,并利用优化后的评价模型分别对现有业内操作方法和文中提出的优化方法作评价,得出在热电偶法测温升的方案中应用本文提出的一系列优化措施能有效缩小测量误差50%。

关键词：热电偶接触传热有限元分析冷端补偿不确定度

基于ARM的温度与应力采集系统的设计与实现

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

计算机测量与控制 2010年第6期18卷 1449-1451页

作者：万鹏于海勋西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

针对目前我国某些工程领域对温度应力测量的需要,提出了一种提供40路温度及40路应力数据的采集与传送的测量系统;系统的硬件电路由温度模拟量前端、应力模拟量前端与数据处理后端共三部分组成;温度信号进行冷端补偿,应力信号由激励源进... 详细信息

针对目前我国某些工程领域对温度应力测量的需要,提出了一种提供40路温度及40路应力数据的采集与传送的测量系统;系统的硬件电路由温度模拟量前端、应力模拟量前端与数据处理后端共三部分组成;温度信号进行冷端补偿,应力信号由激励源进行激励,并均采用隔离措施;数据处理后端的核心主芯片是ARM单片机STM32,包括RS422通信接口电路,外围存储器接口电路,7段数码管显示等组成;由STM32103 ARM微处理器作为主控芯片;经恒温条件下测试结果表明:该测量系统运行稳定可靠,准确度高,基本达到了试验要求。

关键词：冷端补偿传感器隔离放大器

基于CAN总线的温度场测量装置的研究与设计

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于CAN总线的温度场测量装置的研究与设计

作者：皇迎港中北大学

学位级别：硕士

在航天器壳体结构优化和飞行器回收试验中,往往需要专业的测量装置去获取航天器壳体四周的温度场分布特征以及机载关键设备工作时的温度信息,高精度、低延迟和抗干扰的温度场测量装置能为飞行器的外形结构优化以及设备的状态监测提供关... 详细信息

在航天器壳体结构优化和飞行器回收试验中,往往需要专业的测量装置去获取航天器壳体四周的温度场分布特征以及机载关键设备工作时的温度信息,高精度、低延迟和抗干扰的温度场测量装置能为飞行器的外形结构优化以及设备的状态监测提供关键的数据支撑。本课题在国内外调研的基础上,设计了一款满足航天试验需求的温度场测量装置。明确设计指标后,通过对比传统温度场测量时,采用补偿导线延长热电偶的设计思路,本课题将多通道的温度采集任务转换为多节点的温度采集,温度场测量装置包含1个主测量装置和5个从测量装置,单个测量装置仅需要采集16路热电偶,测量装置之间通过CAN总线建立了“点名-应答”的通信机制,实现了主测量装置与从测量装置的组网传输,最终满足了温度场的测量需求。主/从测量装置采用相同的电路设计,通过下载不同的程序设定测量装置的类型。在硬件电路上,设计了一种集热电偶冷端补偿和信号调理功能为一体的新型通用的两级测温电路,并对采集电路、RS422接口电路和CAN接口电路进行了设计分析。在软件上,为了实现同步422通信协议和CAN通信应用层协议,选用FPGA作为主控,C8051单片机为协处理器,主测量装置的单片机通过CAN接口完成5个从测量装置的数据融合,随后FPGA按照422通信协议将编码后的温度场数据发送到中心程序器,并在主测量装置的单片机软件中添加了“点名”计时和从测量装置的单片机软件中添加了拥塞控制机制,有效避免了从测量装置异常离线后导致的通信中断和CAN数据帧延迟发送引起的网络拥塞的问题,提高了CAN通信的可靠性。校准完成后,重点对温度场测量装置的全量程测量误差和CAN总线的稳定性两个方面进行了多轮测试验证,该测量装置可以实现96路热电偶的信号采集,测量K型和C型热电偶的误差均小于±2℃,最大误差为0.163%F.S.,满足测量装置的设计指标,可以为航天设备的结构优化和飞行试验提供可靠数据。

关键词：热电偶冷端补偿温度场 CAN FPGA

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

带隔离功能温度变送器的设计与研究

带隔离功能温度变送器的设计与研究

作者：姜晓军苏州大学

学位级别：硕士

我国已经进入全面现代化的发展新阶段,石油、化工等行业也得到迅猛的发展,随着工业生产中安全生产的要求越来越高,温度的检测和控制就显得越来越重要。本文采用MICROCHIP公司的PIC18F2458-I/SO单片机为核心设计了一种带隔离功能的温度... 详细信息

我国已经进入全面现代化的发展新阶段,石油、化工等行业也得到迅猛的发展,随着工业生产中安全生产的要求越来越高,温度的检测和控制就显得越来越重要。本文采用MICROCHIP公司的PIC18F2458-I/SO单片机为核心设计了一种带隔离功能的温度变送器,能够精确地将温度信号转换成可控电信号,实现了温度的可靠精确变送。本文主要研究内容：（1）变送器的硬件系统,包括电源模块,放大转换模块,PIC单片机周围电路模块,输出模块等,另外还对PCB板的设计进行了研究;（2）变送器的软件系统,包括查表函数、传输函数、输出函数等软件子模块的分析与设计思路;（3）其他相关技术问题和解决方法,对设计中遇到的欠压无法报警、电源变压器太厚、A/D转换时有干扰等问题进行了研究。本文所设计的带隔离功能的温度变送器已经在PLC系统中得到了应用,如西门子的S7-300系统等。实际应用情况表明此温度变送器可以准确的将温度信号转换成电信号,使对温度的控制变得简单、可靠、方便。说明所设计的温度变送器是有效和可应用的。

关键词：热电偶 PIC单片机冷端补偿隔离技术

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

高精度分层温度测量装置的设计与实现

高精度分层温度测量装置的设计与实现

作者：黄巧峰中北大学

学位级别：硕士

飞行试验过程中,试验舱内侧壁与大底温度数据的测量可以获取表面防热结构不同深度的温度,对热防护工作甚至整个系统试验的安全顺利进行都有着重要意义。考虑到试验舱内复杂的电磁环境,且舱内不同部位的温度变化差异较大,所以对温度测量... 详细信息

飞行试验过程中,试验舱内侧壁与大底温度数据的测量可以获取表面防热结构不同深度的温度,对热防护工作甚至整个系统试验的安全顺利进行都有着重要意义。考虑到试验舱内复杂的电磁环境,且舱内不同部位的温度变化差异较大,所以对温度测量装置的精度与可靠性提出了更高的要求。本文研究并设计了一种高精度的分层温度测量装置,测温通道数为4,可根据测温范围选取热电偶或铂电阻进行温度测量,并对温度信号进行变换、调理、采集与编码,上传采样数据给上位机或遥测设备进行分析。本文结合国内外温度采集的研究现状和设备的使用需求,确定了数据的传输模式和采样方式,提出了整体的设计方案。针对不同通道的测温范围,分别选用S型、K型热电偶与铂电阻pt1000作为测温的敏感元件。根据热电偶的测温特点与分度号的区别,对应设计了以AD8495和AD590为核心的两种冷端补偿的硬件电路方案,同时介绍了补偿导线的比对选型,以提高设备对环境温度的适应能力;根据铂电阻的测温原理,通过对其驱动方式的分析,提出并设计了一种高精度的恒流源驱动的四线制测温方式,对关键技术恒流源的设计进行了对比分析和优化设计,可以有效地去除自身线阻的影响和减小自热效应,提高测量精度。为提高设备对复杂电磁环境的抗干扰能力,采用差分的方式进行增益调整并进行滤波设计,包括RF射频滤波、二阶压控低通滤波,来滤除环境中射频干扰以及线路传输过程中的串扰。在采集量化方面,针对温度信号采样频率低、采集精度要求高的特点,选用Σ-Δ型ADC进行模数转换,本文介绍了Σ-Δ型ADC应用的过采样、数字抽取滤波和噪声整形技术,分析其高分辨率和低噪声的采样机理。采用双定时器程序设计优化模拟开关切换、A/D转换和串口通信的时序逻辑,实现均匀采样和统一的数据编帧、转发,并通过分析和验证抽取滤波器的选取与抽取比的大小对采集精度的影响,实现高精度的信号采集。通过搭建测试平台对温度测量装置进行全面测试,并针对装置的可靠性与测量精度展开了分析与总结,验证了设计的可行性。

关键词：热电偶铂电阻冷端补偿恒流源滤波 Σ-Δ型ADC

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

热电偶高精度检测电路与信号处理方法研究

热电偶高精度检测电路与信号处理方法研究

作者：闫鑫中国计量学院

学位级别：硕士

温度是工农业生产、科学研究中最普通、最重要的参数之一,其检测方法已得到较为完善的发展。但是随着高分子材料、复合材料以及生物技术的快速发展和深入研究,涉及的热分析与量热仪器、热物性测试仪器以及相关计量炉等仪器对温度的检测... 详细信息

温度是工农业生产、科学研究中最普通、最重要的参数之一,其检测方法已得到较为完善的发展。但是随着高分子材料、复合材料以及生物技术的快速发展和深入研究,涉及的热分析与量热仪器、热物性测试仪器以及相关计量炉等仪器对温度的检测范围和检测精度提出了越来越高的要求。研究面向科学仪器的宽范围、高精度、快速温度检测关键技术,为我国科学研究和工农业生产的发展提供重要的技术支撑。热电偶成本低廉,在宽范围工业测温领域得到了广泛应用,论文选取N型热电偶作为测温传感器,设计了总体检测方案,其具体研究内容如下:针对热电偶微弱的输出信号,设计了具有低通滤波和16倍放大的信号调理电路与基于24位的Δ-Σ型ADC的高精度信号采集电路;针对恒流源重复性和一致性差的问题,设计了基于比率法和恒流源换向的三线制铂电阻检测电路,实现对热电偶准确的冷端补偿;定量分析了温漂对系统信号采样的影响,并优化电路设计减小了温漂对结果的影响。在数据处理方面,采用去极值滤波结合滑动平均滤波的方法,有效滤除系统的噪声干扰;结合二分法和曲线拟合法设计热电偶电动势转换为温度的算法,实现了对测温精度和速度的要求。针对工业热电偶准确度和一致性差的问题,设计了自动标定系统,提高标定的效率。对测温系统进行了电学参数和温度的测试,并对结果进行误差分析。实验结果表明,采用N型热电偶实现了在000℃范围内±0.7℃的准确度、0.07℃的精密度和0.005℃的温度分辨力,在温度相关测试仪器方面具有良好的应用价值。

关键词：高精度温度测量热电偶冷端补偿信号处理

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于斯特林散热的半导体制冷器温度控制系统

仪表技术与传感器 2019年第11期 53-56,60页

作者：吴聿聪杨遂军丁炯杨伟华叶树亮中国计量大学工业与商贸计量技术研究所浙江杭州310018 杭州仰仪科技有限公司浙江杭州310018

针对传统半导体制冷器(TEC)温度控制系统极限低温能力差的问题,设计了一种基于斯特林制冷机散热的半导体制冷器温度控制系统。系统使用小型斯特林制冷机对半导体制冷器热端制冷,采用24位高分辨率ADC对高精度K型热电偶进行温度采集,设计... 详细信息

针对传统半导体制冷器(TEC)温度控制系统极限低温能力差的问题,设计了一种基于斯特林制冷机散热的半导体制冷器温度控制系统。系统使用小型斯特林制冷机对半导体制冷器热端制冷,采用24位高分辨率ADC对高精度K型热电偶进行温度采集,设计比率法电路配合高灵敏度热敏电阻进行冷端补偿,结合单神经元PID算法对半导体制冷器进行温度控制。实验结果表明:该温度控制系统极限低温可达-113℃,较大地提升了半导体制冷器的低温发生能力,温度控制误差范围在±0.05℃以内,系统的稳定性与可靠性良好。

关键词：温度控制半导体制冷器斯特林制冷机单神经元PID 冷端补偿极限温度

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

无线传感器网络高温监测节点的设计与开发

计算机工程 2012年第8期38卷 207-209页

作者：李善荣闫述曹清华陈祖爵江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

现有无线传感器网络节点配备的传感器可测量温度范围有限。为满足煤田火区监测需要,针对应用较普遍的JN5139节点,采用K型热电偶高温传感探头、MAX6675放大与数字转换器,设计一种无线传感器网络高温监测节点。通过SPI接口将MAX6675与JN5... 详细信息

现有无线传感器网络节点配备的传感器可测量温度范围有限。为满足煤田火区监测需要,针对应用较普遍的JN5139节点,采用K型热电偶高温传感探头、MAX6675放大与数字转换器,设计一种无线传感器网络高温监测节点。通过SPI接口将MAX6675与JN5139相连,对数据进行移位和进制转换处理。在不同环境下对高温节点进行测试,结果表明节点测量结果正确、功能正常,并具有较好的扩展性和移植性。

关键词：无线传感器网络 JN5139节点 K型热电偶 MAX6675放大与数字转换器冷端补偿 SPI接口

基于FPGA的多通道热电偶温度测量系统的设计与实现

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于FPGA的多通道热电偶温度测量系统的设计与实现

作者：蔡淼西北师范大学

学位级别：硕士

太空环境与地球环境的温度范围不同,航天器在太空运行时,由于没有空气对流传热,向阳的一面吸收太阳的辐射热温度可达到100℃以上,而背阳的地方会降到-100℃以下,这便形成了极高极低的极端温度。太空中较大范围的温度变化对各类航天器及... 详细信息

太空环境与地球环境的温度范围不同,航天器在太空运行时,由于没有空气对流传热,向阳的一面吸收太阳的辐射热温度可达到100℃以上,而背阳的地方会降到-100℃以下,这便形成了极高极低的极端温度。太空中较大范围的温度变化对各类航天器及其设备、部件的性能和寿命影响显著。所以在将航天器送入太空之前,需要在空间环境模拟设备中模拟出太空环境,并在该设备中对航天器进行各项指标检测。而适用于该设备的测温技术具有温区低和通道多等显著特征。本文设计实现了一种适用于空间环模设备的多通道热电偶温度测量系统,该系统基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）构建数字信号处理系统,较好解决了多通道温度信号并行处理的问题,在利用热电偶较快的热响应优点的同时,降低了其负温区的非线性误差。在电子学系统的设计方面,采用了Intel公司的FPGA芯片EP3C25E144I7N作为核心处理单元,采用ADI公司的AD7193芯片作为毫伏级信号的采集与模数转换单元,ADu M5401隔离芯片用于模拟信号区与数字信号区的三端隔离器件,ADT7310芯片用于冷端温度补偿。这些电路器件的选型设计,从硬件方面较好解决了多通道、微小电压、数字串扰、冷端补偿等问题。在固件算法方面,利用FPGA内大量的RAM块资源,采用分段线性方法、热电偶标准分度表转置方法、插值查表算法、冷端补偿反查表算法、通道独立的滑动平均滤波算法,较好解决了算法优化与资源占用的冲突问题,以较充沛的硬件资源提高了数据处理的精度、缩短了数据处理时间,提高了整个多通道热电偶测温系统技术性能。借助构建的软硬件测试环境,通过实验与标准过程校准仪器进行比较,结果表明本文设计的多通道热电偶测温系统能够接入24路K型或T型热电偶传感器,且测量范围达到-200℃～220℃（73.15K～493.15K）,输出数据包含两位小数,相对误差低于±0.3%F.S.。另外借助特殊笼状热传导支撑结构与筒状双层热防护结构,使该电路系统在真空环境下实现较好的热传递。

关键词： FPGA 多通道热电偶查表线性插值算法冷端补偿