本文關(guān)鍵詞：便攜式高性能熱式風(fēng)速儀開(kāi)發(fā)　出處：《南京航空航天大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：熱式風(fēng)速儀是一種測(cè)量流體速度的儀器。目前便攜式熱式風(fēng)速儀一般采取恒溫控制方式,存在測(cè)量范圍小、測(cè)量速率低的問(wèn)題,無(wú)法滿足高速、連續(xù)測(cè)量的需求。本文研究一種基于恒壓控制的便攜式風(fēng)速儀,以擴(kuò)展其測(cè)量范圍,提高其測(cè)量速率。在分析恒壓式熱式風(fēng)速儀工作原理和動(dòng)態(tài)特性等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出一種基于恒壓控制的便攜式風(fēng)速儀設(shè)計(jì)方案。所設(shè)計(jì)的風(fēng)速儀能實(shí)現(xiàn)大范圍風(fēng)速的連續(xù)快速測(cè)量,同時(shí)能測(cè)量流體的溫度,具有便攜性,可以采用電池供電獨(dú)立運(yùn)行,具有顯示和存儲(chǔ)功能,具有與上位機(jī)之間的通信接口�；谒岢龅谋銛y式風(fēng)速儀設(shè)計(jì)方案,開(kāi)展了風(fēng)速儀軟硬件系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。以ARM處理器為核心設(shè)計(jì)了便攜式風(fēng)速儀的硬件系統(tǒng),重點(diǎn)闡述了恒壓式風(fēng)速儀控制電路、時(shí)間常數(shù)的原位測(cè)量電路、T型橋補(bǔ)償電路、數(shù)據(jù)采集電路、增益控制電路和數(shù)據(jù)通信電路的設(shè)計(jì)方法。在軟件設(shè)計(jì)方面,重點(diǎn)闡述了風(fēng)速數(shù)據(jù)采集與處理、人機(jī)操作界面軟件模塊的設(shè)計(jì)方法。最后針對(duì)所設(shè)計(jì)的便攜式風(fēng)速儀開(kāi)展了試驗(yàn)驗(yàn)證。首先搭建了可以產(chǎn)生穩(wěn)定持續(xù)流場(chǎng)的風(fēng)速儀校準(zhǔn)系統(tǒng)。隨后進(jìn)行便攜式風(fēng)速儀標(biāo)定試驗(yàn),先確定偏置放大電路參數(shù),再進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定,試驗(yàn)便攜式風(fēng)速儀的測(cè)量范圍,并得到輸出電壓與流場(chǎng)速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合與誤差分析。試驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的便攜式熱式風(fēng)速儀測(cè)量范圍可以達(dá)到300m/s,測(cè)量速率為50次/秒,測(cè)量誤差小于3%。
[Abstract]:Thermal anemometer is a kind of instrument for measuring fluid velocity. At present, portable thermal anemometer generally adopts constant temperature control mode, which has the problems of small measuring range and low measuring rate, which can not meet the high speed. This paper studies a portable anemometer based on constant pressure control to extend its measurement range. Based on the analysis of the working principle and dynamic characteristics of the constant pressure thermal anemometer. A design scheme of portable anemometer based on constant pressure control is proposed. The designed anemometer can realize the continuous and rapid measurement of wind speed in a wide range and can measure the temperature of the fluid at the same time, which is portable. Battery power can be used to run independently, with display and storage functions, with a communication interface with the host computer. Based on the proposed portable anemometer design. The hardware system of portable anemometer is designed with ARM processor as the core. The control circuit of constant voltage anemometer and the in-situ measurement circuit of time constant are described. The design method of T bridge compensation circuit, data acquisition circuit, gain control circuit and data communication circuit. The design method of man-machine operation interface software module. Finally, the design of portable anemometer is tested. First, the calibration system of anemometer which can produce steady and continuous flow field is built. Then, the portable wind is carried out. Speedometer calibration test. The parameters of the bias amplifier circuit are determined first, and then the dynamic calibration is carried out to test the measuring range of the portable anemometer. The relationship between the output voltage and the velocity of the flow field is obtained. Finally, the experimental data are fitted and the error is analyzed. The experimental results show that the measuring range of the designed portable thermal anemometer can reach 300m / s. The measuring rate is 50 times / s, and the measuring error is less than 3.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH815

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1412148