一種多路溫度檢測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種多路溫度檢測系統，包括待測對象、5個Pt100、溫度變送器內的測量單元、溫度變送器內的信號轉換放大單元、降壓限幅電路、DSP芯片—下位機、DSP芯片內的A/D轉換器、DSP芯片內的處理器、USB接口、PC顯示—上位機，5個Pt100對待測對象進行測溫，5個Pt100的電阻值隨溫度變化而變化，所述溫度變送器內的測量單元將5個Pt100變化的電阻值轉換成電壓值，對5個PT100端輸出的電壓值經溫度變送器內的信號轉換放大單元放大，在信號轉換放大單元和A/D轉換器之間設降壓限幅電路，降壓移位后的電壓值輸入到DSP芯片內的A/D轉換器，A/D轉換器將實際的電壓信號轉化成數字信號，DSP芯片內的處理器對數字信號進行識別和濾波處理，換算成與溫度對應的數值，經USB接口傳送到PC顯示。

【技術實現步驟摘要】


本技術涉及微化工、農業溫度檢測
，具體涉及一種多路溫度檢測系統。

技術介紹

在微化工、農業溫度檢測
內，市面上大部分溫度檢測是以單片機作為核心的，能滿足數據量小、實時性要求一般的場合，但是，針對檢測信息量較大的場合，例如多路溫度檢測，對數據處理能力和實時性提出了更高的要求，因此，需要采用數據處理和運算能力更強的芯片。
溫度檢測值的顯示方面，許多設計使用LCD液晶顯示模塊，對于多路溫度值顯示，常常采用輪詢、延時的方法，但是，這對實時性有相當大的影響，人們希望采用PC顯示實現采集結果可視化輸出，虛擬儀器技術LabVIEW是很好的選擇，該方法基于PC顯示，可以根據需要開發出友好的人機界面，能夠滿足多路溫度值的同時顯示,不過，溫度信號采集部分即下位機和PC顯示部分即上位機之間需要通信，通信部分的開發一般比較復雜，也有人采用美國國家儀器NI公司提供的DAQ數據采集卡，該采集卡內部集成了與LabVIEW的通信程序，但是價格昂貴，為了滿足目前工農業對溫度采集與控制的要求，溫度采集控制系統必須向微型化、智能化、數字化、網絡化、人性化等方向發展，傳統的采集控制方式一般采用單機控制模式，而且數據采集精度不高，采用上下限對溫度進行控制，控制的精度也不高，不能采取遠程監視與控制，安裝不靈活等一系列問題。
郭棟在《基于USB和LabVIEW的數據測控系統設計》中提出一個系統方案，采用意法半導體（ST）公司基于Contex-M3內核的STM32系列微處理器，設計多路信號調理電路和傳感器電路，實現了集AD轉換器、實時傳輸數據、實時控制等功能于一身的數據測控系統，可通過USB接口將數據實時傳輸至PC顯示，并能夠接收上位機控制命令，系統能夠實現對光線強度、壓力、溫度、電壓等模擬量采集，并能同時實現控制功能。郭棟提出的方案中，有以下缺點：一、使用的STM32系列微處理器只負責了信號的采集，而系統顯示和數據處理部分，甚至包括采集命令的發送，全部在PC顯示端完成，使得整個系統不能脫離計算機單獨工作；二、當大量數據進入PC顯示端時，要在PC顯示—上位機軟件LabVIEW中設置循環緩存區，在這個過程中，需要合理設置緩沖區大小，既要防止尚未讀出的數據被新到的數據覆蓋掉，又要避免程序讀取緩沖區時間過長。所以，在一定程度上影響了系統的實時性，增加了設計復雜度。針對以上這種情況，研制一款新型的、適合目前需求的溫度采集控制系統有現實的意義。

技術實現思路

針對上述問題，本技術旨在提供一種多路溫度檢測系統,該檢測系統是基于DSP芯片和虛擬儀器LabVIEW的一種多路溫度檢測系統，該檢測系統主要在微化工溫度檢測
具有良好的應用。
為實現該技術目的，本技術的方案是：一種多路溫度檢測系統，包括待測對象、5個Pt100、溫度變送器內的測量單元、溫度變送器內的信號轉換放大單元、降壓限幅電路、DSP芯片—下位機、DSP芯片內的A/D轉換器、DSP芯片內的處理器、USB接口、PC顯示—上位機，5個Pt100對待測對象進行測溫，5個Pt100的電阻值隨溫度變化而變化，所述溫度變送器內的測量單元將5個Pt100變化的電阻值轉換成電壓值，對5個PT100端輸出的電壓值經溫度變送器內的信號轉換放大單元放大，在信號轉換放大單元和A/D轉換器之間設降壓限幅電路，降壓移位后的電壓值輸入到DSP芯片內的A/D轉換器，A/D轉換器將實際的電壓信號轉化成數字信號，所述DSP芯片內的處理器對數字信號進行識別和濾波處理，換算成與溫度對應的數值，經USB接口傳送到PC顯示。
作為優選，所述DSP芯片選用德州儀器TI公司的TMS320F2812，也稱數字信號處理器，是一種特別適合于進行數字信號處理運算的微處理器。
作為優選,所述PC顯示采用虛擬儀器LabVIEW進行編程，LabVIEW是一種程序開發環境，由美國國家儀器NI公司研制開發，被視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，通過LabVIEW的VISA控件實現PC顯示與USB設備的通信功能，PC顯示作為上位機，用LabVIEW開發應用界面，實現采集結果可視化輸出，并存儲檢測數據。
作為優選，所述DSP芯片內的A/D轉換器是DSP芯片自帶的A/D轉換器。
作為優選，為提高DSP芯片程序運算速度，選用德州儀器TI公司提供的IQmath函數庫，將涉及浮點型數據的運算轉換為整型數據運算。
本技術同現有技術相比具有以下優點：
一、DSP芯片在數據處理能力和程序執行速度方面擁有是單片機不能比擬的優勢，利用DSP芯片作核心處理器，通過提高信號采樣頻率和程序運算速度，保證溫度檢測系統的快速性、實時性。
二、在PC顯示端用LabVIEW編寫的人機界面操作簡單、友好，給每個數據添加了時間屬性，待測對象的每個溫度值均對應一個時間，便于后期對數據分析調用。
三、利用USB接口技術，實現DSP芯片內的處理器和PC顯示部分之間的通信，節約了成本，PC顯示軟件LabVIEW中，應用集成的高級應用編程接口VISA控件來實現與USB之間的通信，完全避開了以前開發USB驅動程序的復雜性，大大縮短了開發周期，此外，LabVIEW僅對數據進行顯示和存儲，無需設置數據緩存區大小。
四、DSP芯片不僅負責多路溫度信號的采集，而且進行數據處理，所以完全可以脫離PC顯示的控制，獨立運行。
附圖說明
圖1為本技術的框圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本技術做進一步詳細說明。
如圖1所示，本技術實施例的一種多路溫度檢測系統，針對5個溫度點同時檢測，溫度范圍是0-150℃，溫度傳感器采用三線制的Pt100,包括待測對象、5個Pt100、溫度變送器內的測量單元、溫度變送器內的信號轉換放大單元、降壓限幅電路、DSP芯片—下位機、DSP芯片內的A/D轉換器、DSP芯片內的處理器、USB接口、PC顯示—上位機，5個Pt100對待測對象進行測溫，5個Pt100的電阻值隨溫度變化而變化，所述溫度變送器內的測量單元將5個Pt100變化的電阻值轉換成電壓值，對5個PT100端輸出的電壓值經溫度變送器內的信號轉換放大單元放大，在信號轉換放大單元和A/D轉換器之間設降壓限幅電路，降壓移位后的電壓值輸入到DSP芯片內的A/D轉換器，是由于DSP芯片自帶A/D轉換器采樣端口的輸入電壓范圍是0-3V，若輸入采樣口的電壓小于0.5V，不易被識別，若輸入采樣口的電壓超過3V，會損壞DSP芯片，在實際應用中應留有余量，一般輸入最大值在3V的70%左右，所以，在溫度變送器與DSP芯片之間設降壓限幅電路，將溫度變送器輸出的0-5V電壓進行降壓移位，使得送到A/D轉換器的電壓范圍為1-2V，A/D轉換器將實際的電壓信號轉化成數字信號，所述DSP芯片內的處理器對數字信號進行識別和濾波處理，換算成與溫度對應的數值，經USB接口傳送到PC顯示。
以上所述，僅為本技術的較佳實施例，并不用以限制本技術，凡是依據本技術的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本技術技術方案的保護范圍之內，本技術未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術實現。
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【技術保護點】
一種多路溫度檢測系統，一種多路溫度檢測系統，包括待測對象、5個Pt100、溫度變送器內的測量單元、溫度變送器內的信號轉換放大單元、降壓限幅電路、DSP芯片—下位機、DSP芯片內的A/D轉換器、DSP芯片內的處理器、USB接口、PC顯示—上位機，其特征是，所述5個Pt100對待測對象進行測溫，5個Pt100的電阻值隨溫度變化而變化，所述溫度變送器內的測量單元將5個Pt100變化的電阻值轉換成電壓值，對5個PT100端輸出的電壓值經溫度變送器內的信號轉換放大單元放大，在信號轉換放大單元和A/D轉換器之間設降壓限幅電路，降壓移位后的電壓值輸入到DSP芯片內的A/D轉換器，A/D轉換器將實際的電壓信號轉化成數字信號，?所述DSP芯片內的處理器對數字信號進行識別和濾波處理，換算成與溫度對應的數值，經USB接口傳送到PC顯示。

【技術特征摘要】
1.一種多路溫度檢測系統，一種多路溫度檢測系統，包括待測對象、5個Pt100、溫度變送器內的測量單元、溫度變送器內的信號轉換放大單元、降壓限幅電路、DSP芯片—下位機、DSP芯片內的A/D轉換器、DSP芯片內的處理器、USB接口、PC顯示—上位機，其特征是，所述5個Pt100對待測對象進行測溫，5個Pt100的電阻值隨溫度變化而變化，所述溫度變送器內的測量單元將5個Pt100變化的電阻值轉換成電壓值，對5個PT100端輸出的電壓值經溫度變送器內的信號轉換放大單元放大，在信號轉換放大單元和A/D轉換器之間設降壓限幅電路，降壓移位后的電壓值輸入到DSP芯片內的A/D轉換器，A/D轉換器將實際的電壓信號轉...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王林，王少杰，
申請(專利權)人：王少杰，
類型：新型
國別省市：內蒙古;15