本文關(guān)鍵詞：基于MSP430的光纖光柵測(cè)溫終端設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電力系統(tǒng)中,溫度始終是眾多電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行的重要參數(shù)。傳統(tǒng)的溫度測(cè)量方法如熱電偶、熱敏電阻等技術(shù)雖然比較成熟,但是他們都無(wú)法克服與生俱來(lái)的抗電磁干擾差、絕緣性能差等缺陷,而具有本質(zhì)絕緣、抗電磁干擾、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)的光纖光柵傳感器近年來(lái)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛運(yùn)用。 在配電系統(tǒng)中,變壓器是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)和重要組成部分。研究表明,變壓器的故障主要是過(guò)熱性故障,其壽命與繞組溫度有很大關(guān)系。繞組的升溫會(huì)導(dǎo)致變壓器內(nèi)部局部過(guò)熱,從而加速絕緣材料的分解和絕緣油的老化,降低變壓器的絕緣性能,進(jìn)而引發(fā)故障和事故,因此監(jiān)測(cè)變壓器繞組溫度實(shí)現(xiàn)故障的早期預(yù)警就很有實(shí)用價(jià)值。 本課題從光纖光柵的測(cè)溫原理,以及變壓器測(cè)溫的相關(guān)應(yīng)用背景出發(fā),分析了光纖光柵測(cè)溫的優(yōu)勢(shì)及前景,并在此基礎(chǔ)上介紹了整個(gè)變壓器溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)、工作原理。而后,文章著重介紹了系統(tǒng)中最重要的部分：光纖光柵測(cè)溫終端的研制情況。 測(cè)溫終端是整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)的核心,控制芯片采用的是德州儀器公司的MSP430F149,它具有低功耗、功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉、外圍模塊豐富等優(yōu)勢(shì)。圍繞控制芯片,設(shè)計(jì)了電源、時(shí)鐘、串口通訊、調(diào)試接口、按鍵、FLASH存儲(chǔ)等相關(guān)電路。顯示界面采用的是3.5寸的“TFT”液晶顯示模塊,顯示清晰、美觀、可靠。選取來(lái)自美國(guó)公司生產(chǎn)的光纖光柵解調(diào)模塊以及1*2的光開(kāi)關(guān)等器件設(shè)計(jì)了光路部分,完成了光信號(hào)的采集及波長(zhǎng)解調(diào)。此外,設(shè)計(jì)了RS485接口電路與控制室的上位機(jī)進(jìn)行通訊。在測(cè)溫終端的外殼設(shè)計(jì)上,采用鋁合金材料、外形尺寸盡量做到結(jié)構(gòu)緊湊、散熱良好、易于安裝。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想,主程序中運(yùn)用了定時(shí)器中斷及串口中斷,通過(guò)查詢方式監(jiān)視按鍵輸入情況,編寫(xiě)了液晶顯示驅(qū)動(dòng)、上位機(jī)通訊等子程序的代碼,實(shí)現(xiàn)了溫度點(diǎn)的實(shí)時(shí)測(cè)量、顯示、報(bào)警,以及與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?在完成測(cè)溫終端設(shè)計(jì)裝配的基礎(chǔ)上搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),標(biāo)定了一組傳感器,對(duì)測(cè)溫終端的性能、軟件功能進(jìn)行了測(cè)試,對(duì)其測(cè)溫精度進(jìn)行了校準(zhǔn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,為下一步完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)測(cè)試表明該測(cè)溫終端的各項(xiàng)性能完全達(dá)到了用戶定下的設(shè)計(jì)要求。目前該設(shè)備已投入現(xiàn)場(chǎng)使用,并且運(yùn)行良好
【關(guān)鍵詞】：MSP430 測(cè)溫終端 光纖光柵 FBGA
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TN253;TH811
【目錄】：

• 目錄4-7
• CONTENTS7-10
• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 緒論14-18
• 1.1 光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用14-15
• 1.1.1 光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展14-15
• 1.1.2 光纖光柵傳感技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用15
• 1.2 電力變壓器溫度監(jiān)測(cè)的方法及現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)16-18
• 1.3.1 論文研究的內(nèi)容16-17
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第2章 光纖光柵測(cè)溫原理及系統(tǒng)總體架構(gòu)18-26
• 2.1 光纖光柵溫度傳感原理18-22
• 2.1.1 光纖光柵波長(zhǎng)調(diào)制原理18-19
• 2.1.2 光纖光柵溫度傳感器及其解調(diào)技術(shù)19-22
• 2.2 光纖光柵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體架構(gòu)22-24
• 2.2.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求22-23
• 2.2.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體架構(gòu)23-24
• 2.3 光纖光柵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作流程24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第3章 測(cè)溫終端的硬件設(shè)計(jì)26-42
• 3.1 芯片選型及其硬件總體設(shè)計(jì)26-28
• 3.2 電源模塊的設(shè)計(jì)28-29
• 3.3 主控板相關(guān)電路的設(shè)計(jì)29-33
• 3.3.1 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.2 JTAG接口電路30-31
• 3.3.3 RS232通訊電路31
• 3.3.4 RS485通訊電路31-32
• 3.3.5 Flash存儲(chǔ)電路32-33
• 3.4 光路構(gòu)成部分的設(shè)計(jì)33-39
• 3.4.1 光開(kāi)關(guān)介紹33-35
• 3.4.2 光纖耦合器介紹35-36
• 3.4.3 光纖光柵解調(diào)模塊(FBGA)介紹36-39
• 3.5 液晶與按鍵電路設(shè)計(jì)39-41
• 3.5.1 液晶顯示電路的設(shè)計(jì)39-40
• 3.5.2 輸入按鍵電路的設(shè)計(jì)40-41
• 3.5.3 揚(yáng)聲器電路設(shè)計(jì)41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第4章 測(cè)溫終端的軟件設(shè)計(jì)42-62
• 4.1 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境及工具43-46
• 4.1.1 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具及語(yǔ)言43-44
• 4.1.2 仿真與調(diào)試44-45
• 4.1.3 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期和流程45-46
• 4.2 軟件功能總體設(shè)計(jì)46-48
• 4.3 系統(tǒng)各功能模塊子程序的設(shè)計(jì)48-61
• 4.3.1 初始化程序48-49
• 4.3.2 光開(kāi)關(guān)切換程序49-50
• 4.3.3 數(shù)據(jù)采集處理程序50-52
• 4.3.4 液晶顯示驅(qū)動(dòng)程序52-55
• 4.3.5 菜單管理與按鍵處理程序55-56
• 4.3.6 上位機(jī)通訊程序56-59
• 4.3.7 SPI通訊程序59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 測(cè)溫終端的調(diào)試及數(shù)據(jù)處理62-70
• 5.1 測(cè)溫終端的裝配62-63
• 5.2 測(cè)試用傳感器的標(biāo)定63-64
• 5.3 液晶顯示界面功能測(cè)試64-68
• 5.4 測(cè)溫精度測(cè)試及誤差校準(zhǔn)68-69
• 5.4.1 測(cè)溫終端精度測(cè)試實(shí)驗(yàn)68-69
• 5.4.2 測(cè)溫終端誤差校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第6章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 工作總結(jié)70
• 6.2 研究展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-77
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表77

【參考文獻(xiàn)】

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1 譚江平;郭金學(xué);秦苓;;光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)分析及其在發(fā)電廠中的應(yīng)用[J];企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā);2010年09期

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  本文關(guān)鍵詞：基于MSP430的光纖光柵測(cè)溫終端設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：269709