溫度作為飛行器研制與試驗(yàn)當(dāng)中重要的環(huán)境參數(shù),對(duì)飛行器的設(shè)計(jì)與改進(jìn)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(duì)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(duì)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(jì)了多通道高精度溫度測量系統(tǒng),該系統(tǒng)主要對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行采集、變換和編碼,通過熱電偶傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào),然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),傳輸給上位機(jī)測試臺(tái),進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)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(jī)測試臺(tái)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(jìn)行了研究與優(yōu)化設(shè)計(jì),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(bǔ)償電路,對(duì)熱電偶溫度信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償處理,AD8495芯片可隨著冷端環(huán)境溫度的變化進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償,并且可為K型熱電偶輸出的小信號(hào)提供5mV/℃的固定線性增益輸出,來提高設(shè)備對(duì)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(jì)了信號(hào)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(hào)傳輸穩(wěn)定可靠。在邏輯設(shè)計(jì)方面,采用了FPGA作為主控制器,控制信號(hào)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(jìn)了K型熱電偶的標(biāo)定方法,減小了線性誤差,進(jìn)一步的提高了采集精度和準(zhǔn)確性。同時(shí)還使用了CAN總線通訊協(xié)議,保證兩臺(tái)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(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)及功能進(jìn)行驗(yàn)證,通過大量的高溫、低溫、振動(dòng)和加速度試驗(yàn),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(biāo)要求,可對(duì)飛行器內(nèi)部環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與分析處理。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(jī)，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(tái)，如圖 1.2 所示，每個(gè)數(shù)收最多 96 個(gè)采集通道的模擬數(shù)據(jù)，并且可以電壓信號(hào)、電流信號(hào)、應(yīng)變信號(hào)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(tái)系統(tǒng)相比于國外發(fā)展相對(duì)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(jī)，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(tái)，如圖 1.2 所示，每個(gè)數(shù)收最多 96 個(gè)采集通道的模擬數(shù)據(jù)，并且可以電壓信號(hào)、電流信號(hào)、應(yīng)變信號(hào)等。也可以在具有較高的可靠性[8]。

系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，需要根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行分析，確定設(shè)的設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)測內(nèi)部空間環(huán)境的溫度參數(shù)，通過熱電偶傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置和溫度采集變換裝置對(duì)熱電偶傳感器輸編碼, 并通過 RS-422 接口傳送給上位機(jī)進(jìn)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(duì) CAN 總線傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。量裝置方案設(shè)計(jì)
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本文編號(hào)：2848137