БМ00201 - 40Разработка автоматических измерительных приборов для многоканальных датчиков температуры и влажности

Поддерживая технологию « MEMS & MicSens», в последнее время на одном дыхании был запущен датчик температуры и влажности BM00201 - 40, портативный медицинский инфузионный насос BM00101 - 2（Инъекционный насос)детекторАБМ00301 - -（32- 96) прибор для калибровки температуры PCR,БМ00401 - -8 Автоматический детектор станцииЧетыре небольших прибора. Эти четыре прибора уже используются во многих частных метрологических и испытательных компаниях.

Инспектор датчика температуры и влажности BM00201 - 40 получил пользу от Чэндуского метрологического института и других провинциальных и муниципальных метрологических институтов,Ниже мы расскажем подробнее об этом приборе.А.

Введение

Трансформаторы температуры и влажности (далее именуемые трансформаторами) широко используются в промышленном производстве, научных экспериментах, испытаниях и испытаниях, складировании и других рабочих условиях измерения температуры и влажности. Выходными сигналами обычно являются сигналы постоянного тока (4 - 20 мА) или сигналы напряжения (0 - l0) V. Калибровка передатчика с использованием высокоточного термостата или генератора температуры и влажности в качестве источника температуры и влажности, с использованием прецизионного прибора точки росы в качестве стандартного устройства, при калибровке сначала необходимо наложить на него источник постоянного тока 24В, а затем измерить его значение сигнала с помощью высокоточного напряжения или амперметра, а затем вручную рассчитать и записать данные о температуре и влажности. Только один сигнал может быть измерен за раз, и каждый ручной переключение сигнала обнаружения должно быть повторно подключено к прибору. Когда проверяемых передатчиков больше, процесс измерения очень громоздкий, в сочетании с большим количеством показаний и вычислительных процессов, так что калибровка работы неэффективна, высокая стоимость, трудоемкость. С этой целью была разработана интегрированная многоканальная измерительная установка для измерения температуры и влажности.

1 Принцип работы системы

Принцип работы системы показан на рисунке 1. Система основана на ARM. После включения электропроводки передатчика управления ARM сигнал автоматически переключается на соответствующую схему регулировки сигнала в соответствии с типом выходного сигнала, аналоговый переключатель вводит сигнал в преобразователь A / D под управлением ARM, преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал, а затем загружает его на верхний компьютер через беспроводной модуль для обработки. Кроме того, ARM управляет интерфейсами RS232 и I2C для связи с датчиками точки росы и EEPROM соответственно. Программное обеспечение для управления верхней машиной основано на программном обеспечении для визуального программирования Labview, которое выполняет функции чтения, вычисления, сохранения, отображения и автоматического генерирования оригинальных записей.

2 Аппаратные схемы

Аппаратные схемы в основном включают: схемы настройки сигнала, аналоговые переключатели, преобразователи A / D, контроллеры ARM, беспроводные модули, EEPROM、 Модули питания и т.д.

2.1 Контроллер ARM

Контроллер ARM выбирает STM32F103C8 от итальянской компании Semiconductor, процессор, основанный на высокопроизводительном 32 - битном ядре ARM CortexM3 с частотой 72 МГц и встроенным 64K FLASH и 20KSRAM. Используйте свой богатый интерфейс для управления питанием, переключением типов сигналов, аналоговыми переключателями, преобразователями A / D и связью с датчиками точки росы и верхними позициями.

2.2 Схема настройки сигнала

Тип выходного сигнала трансформатора имеет два типа тока и напряжения, чтобы отрегулировать сигнал трансформатора в входной диапазон преобразователя A / D, сигнал напряжения через дробное напряжение сопротивления, чтобы понизить его до (0 - 5) V, сигнал тока через сопротивление отбора проб преобразует его в (1 - 5) V - сигнал напряжения. Регулируемый сигнал затем выводится из передатчика напряжения в аналоговый переключатель. ARM переключает ток или цепь регулировки напряжения через реле управления, как показано на рисунке 2. Чтобы управлять переключателем 34 - го канала, система использует в качестве привода сдвигающий регистр 74HC595. Чип имеет такие функции, как 8 - битная блокировка, 8 - битный последовательный вход, 8 - битный последовательный / параллельный выход, регистр последовательного / параллельного сдвига и трехрежимный выход. 8 - разрядные параллельные выходы могут управлять 8 - канальными реле отдельно, поэтому для системы требуется 5 таблеток 74HC595. Как показано на рисунке 3, параллельный выходной конец Q0 ~ Q7 соединен с триодальным B - полюсом, когда выходной конец является адсорбцией высокоэлектрического обычного реле, в это время цепь является цепью обнаружения сигнала напряжения и наоборот цепью обнаружения сигнала тока. Последовательный входной терминал данных Ds получает последовательные данные от ARM, а Q7 подключается к нижнему DS - терминалу для последовательной передачи данных.

2.3 Имитационные переключатели

Имитационные переключатели имеют характеристики небольшого размера, быстрой скорости, небольшого энергопотребления и отсутствия дрожания и широко используются в многоканальной системе сбора сигналов. В этой системе используется аналоговый переключатель ADG706 CMOS 16 селективного типа от компании ADI. Сопротивление проводимости чипа составляет 2,5Q, время переключения 40ns, большое входное напряжение 5.5V. 34 - канальный преобразователь имеет 68 - канальный сигнал, поэтому требуется 5 таблеток ADG706. являться

При работе в унифицированном режиме ARM управляет адресным селектором аналогового переключателя и выходным концом, выводом сигнала, который необходимо обнаружить.

2.4 Преобразователь A / D

Высокопроизводительный преобразователь A / D ADS1256 компании TI. Его основными особенностями являются: 24 - битная потеря данных; Нелинейность: 00010%; Точность без шума до 23 бит; Коэффициент выборки данных может достигать 30 ksp; с аналоговым мультиплексированным переключателем (MUX); Может быть настроен как однополюсный вход 8 или дифференциальный вход 4; Имеет самокалибровку и системную калибровку; С последовательным внешним интерфейсом

(SPI) и т.д. ADS1256 обеспечивает 8 - канальный аналоговый входной терминал, который может быть сконфигурирован с помощью аналогового мультиплексного регистра (MUX) для комбинации четырёхканального, восьмиполюсного или дифференциального и однополюсного входов. Система использует 5 - канальный однополюсный входной байт, AIN0 - AIN4 в качестве однополюсного входного конца, AINCOM в качестве публичного транспортного терминала. В то время как неиспользованный аналоговый входной штырь подвешен, так что есть

Способствует уменьшению утечки электрического тока. Основные часы ADS1256 обеспечиваются внешним кристаллом 7,68 МГц. На входном конце аналогового и цифрового источников питания соединяются небольшая керамическая емкость и большая танталовая емкость. Внешние схемы ADS1256 показаны на рисунке 4.

2.5 Управление питанием передатчика

Источники питания трансформаторов обычно составляют от 12 до 24VDC, что требует автономного управления каждым источником питания и менее 1% волн. Поэтому необходимо спроектировать 34 источника питания 24V. Источником питания 24V является внешний переключатель, который использует 34 - канальную трубку Дарлингтона в качестве переключателя для каждого источника питания. ARM управляет трубкой Дарлингтона, чтобы управлять питанием передатчика. Чтобы уменьшить помехи, выходное напряжение проходит через LC - фильтр. Чтобы предотвратить короткое замыкание и другие ситуации, каждый дополнительный источник питания может восстановить предохранитель. Передатчик управляет цепью питания, как показано на рисунке 5.

2.6 Беспроводные модули

Используется модуль беспроводной передачи данных APC320, изготовленный компанией Shenzhen Anmeitong Technology Co., Ltd. Он встроен в высокоскоростные маломощные монолитные машины и высокопроизводительный радиочастотный чип SI4463, инновационное использование высокоэффективного циклического переплетения и коррекции кодирования, значительно улучшенная антиинтерференционная способность и чувствительность. Рабочее напряжение модуля APC320 составляет от 2,1 до 3,6 В, а в приемном состоянии ток составляет всего 15 мА.

2.7 EEPROM

EEPROM используется для хранения данных автоматической калибровки. Использование AT24C512 компании ATMEL. Особенности этой памяти: емкость 64 КБ, последовательная шина I2C, 16 - битный адрес, 100 000 циклов программирования / скрещивания. Периферийные схемы AT24C512 показаны на рисунке: A0 - A2 заземление устанавливает адрес памяти 0, WP заземление - читаемое и записываемое, SCL и SDA - растягивающее сопротивление. Внешние схемы показаны на рисунке 6.

3 Верхний дизайн

Программное обеспечение для управления верхней машиной основано на базах данных Labview и Access 2007 и обеспечивает управление и управление системой, сбор данных передатчика, отображение, обработку операций, хранение, запрос данных и автоматическую генерацию отчетов о тестировании word.

4 Заключение

После испытания, диапазон измерения напряжения устройства: 010В; разрешение: 0,1 мВ; Допустимая погрешность: 0,05%; Диапазон измерений тока: 0 - 20 мА; разрешение: 0.1uA; Допустимая погрешность: 0,05%. Автоматическое измерение 34 передатчиков или 64 - канальных электрических сигналов одновременно. Обладает характеристиками простой работы, высокой эффективности, низкой стоимости и высокой степени интеллекта, идеально подходит для калибровки нескольких термодатчиков.

Справочная литература

[1] Метод калибровки выходного параметра датчика температуры и влажности Konhejan. [J]. Методы измерения и тестирования, 2011 (08).

[2] Meirong. Исследование систем обнаружения и контроля температуры и влажности на основе одной машины [J]. Исследование механизации сельского хозяйства, 2012 (01).

[3] Пэн Ган, Чунь Чжицян. Практика применения встроенных микроконтроллеров серии STM32 на основе ARM CortexM3 [M]. Пекин: издательство электронной промышленности, 2011.

Автор профиль: Цзэн Бокай, мужчина, инженер, магистр. Рабочее подразделение:СычуаньИсходный приборОбщество с ограниченной ответственностьюА.