本文關(guān)鍵詞：熱電偶溫度信號的采集及其標定方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在導(dǎo)彈的彈射試驗中,彈上關(guān)鍵儀器設(shè)備工作環(huán)境溫度的采集與監(jiān)測,對于評定設(shè)備工作情況、進行型號改進,具有重要的指導(dǎo)意義。彈上的極端環(huán)境,包括溫度的劇烈變化和復(fù)雜的強電磁干擾,對設(shè)備工作的穩(wěn)定性和可靠性提出了嚴格要求。為了滿足彈上溫度測量的需求,在現(xiàn)有采集存儲系統(tǒng)設(shè)計及其理論基礎(chǔ)上,設(shè)計了使用熱電偶作為溫度敏感元件的溫度采集設(shè)備,用于測量彈上環(huán)境溫度參數(shù),實現(xiàn)溫度到電動勢的轉(zhuǎn)變;并對熱電偶輸出電動勢進行采集、編碼,上傳采樣數(shù)據(jù)。在對設(shè)計需求進行分析的基礎(chǔ)上,確定了數(shù)據(jù)采集模式,提出了采集設(shè)備總體設(shè)計方案。針對熱電偶測溫的特點,設(shè)計了熱電偶的參考結(jié)點補償方案,包括補償導(dǎo)線的應(yīng)用和補償電路的設(shè)計。模擬信號經(jīng)過增益調(diào)整和濾波,以適應(yīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入電壓范圍和精度要求。采樣量化電路采用模擬開關(guān)進行采樣通道切換,模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。內(nèi)部總線的設(shè)計和基于ROM查找表的采樣通道控制,使設(shè)備易于擴展。FPGA通過內(nèi)部總線控制多塊采集板卡分時工作,接收總線數(shù)據(jù)并緩存。研究了所設(shè)計溫度采集設(shè)備的標定方法,結(jié)合熱電偶的非線性補償措施,設(shè)計了設(shè)備的標定方案。通過對標定誤差進行分析,提出一種通過添加修正系數(shù)的方式來減小設(shè)備最大測量誤差的方法。通過搭建測試平臺對熱電偶溫度采集設(shè)備的性能進行全面測試。對其工作的可靠性和測量誤差進行了分析,驗證設(shè)備完全符合設(shè)計指標。
【關(guān)鍵詞】：熱電偶 溫度采集 參考結(jié)點補償 標定 非線性補償
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ760.6;TH811
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排14-16
• 2 熱電偶溫度采集設(shè)備總體設(shè)計思路16-21
• 2.1 設(shè)計需求分析16
• 2.2 總體設(shè)計思路16-20
• 2.2.1 數(shù)據(jù)采集模式的確定16-17
• 2.2.2 整體方案設(shè)計17-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 3 熱電偶信號調(diào)理電路設(shè)計21-41
• 3.1 熱電偶參考結(jié)點補償21-32
• 3.1.1 補償導(dǎo)線的應(yīng)用22-27
• 3.1.2 參考結(jié)點溫度補償電路27-32
• 3.2 參考電壓源的設(shè)計32-34
• 3.3 模擬信號增益調(diào)整34-35
• 3.4 熱電偶信號濾波35-39
• 3.5 采樣變換電路過壓保護39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 4 采樣量化電路及信號采集邏輯設(shè)計41-57
• 4.1 采樣量化電路設(shè)計41-43
• 4.1.1 AD7621及外圍電路設(shè)計41-42
• 4.1.2 內(nèi)部總線設(shè)計42-43
• 4.2 信號采集邏輯設(shè)計43-48
• 4.2.1 AD7621采樣控制邏輯設(shè)計44-45
• 4.2.2 基于查找表的采樣通道控制45-47
• 4.2.3 雙口RAM緩存控制優(yōu)化設(shè)計47-48
• 4.3 采樣量化誤差分析48-53
• 4.3.1 模擬開關(guān)的直流誤差48-49
• 4.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的直流誤差49-51
• 4.3.3 信號的建立時間分析51-53
• 4.4 電路設(shè)計優(yōu)化53-56
• 4.4.1 模擬開關(guān)的關(guān)斷問題53-54
• 4.4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能優(yōu)化54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 熱電偶溫度采集設(shè)備標定方法研究57-77
• 5.1 熱電偶非線性補償方法57-63
• 5.1.1 最小二乘法擬合57-59
• 5.1.2 查找表59-61
• 5.1.3 NIST熱電電壓系數(shù)61-63
• 5.2 溫度采集設(shè)備標定方法63-71
• 5.2.1 使用AD8495補償?shù)臉硕ǚ椒?/span>64-69
• 5.2.2 使用AD590補償?shù)臉硕ǚ椒?/span>69-71
• 5.3 改進的標定方法71-73
• 5.4 采集設(shè)備性能測試與分析73-76
• 5.4.1 測試平臺的搭建73
• 5.4.2 數(shù)據(jù)完整性測試73-74
• 5.4.3 采集設(shè)備信噪比分析74-75
• 5.4.4 測試結(jié)果及誤差分析75-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 6 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 設(shè)計總結(jié)77
• 6.2 下一步工作及展望77-79
• 參考文獻79-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及所取得的研究成果83-84
• 致謝84-85

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