新型温度采集系统
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第３ １卷
２１ ０ １年
第 １ 期
１月
核 电子 学 与探测 技术
Ｎｕ ｌ ａ ｅ ｔｏ ｉｓ ＆ Ｄｅｅ ｔｏ ｃ ｎｏｏ ｙ ｃｅ ｒ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ ｔ ｃｉｎ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ
Ｖ０ ． Ｎｏ． １ ３ｌ １
Ｊｎ． ２ １ ａ ０１
芯 片 选 用 Ｃ Ｐ Ｅ Ｓ 公 司 的 ＹＲＳ
成功 应用 于火炮 膛 压 测 试 、 弹载 全 弹 道参 数 测 试、 石油 井下 压力 测 试 、 炸 冲 击 波 场 测 试 、 爆 载
人航 天测试 等诸 多 领域 。 本 文介 绍 的系统 可 以快 速测 量爆 炸场 的温 度 ， 有可变触 发 电平 ， 速 采集 的特 点 。本 系 具 高 统使用 Ｓ Ａ 作 为 存 储 器 ， 触 发 测 试 完 成 Ｒ Ｍ 在 后， 通过 Ｕ Ｂ接 口与 计 算 机 相 连 ， 采集 的 数 Ｓ 把
能够承受高温、 高压和冲击作用 ， 且具有 良好的
动态 响应特性 。
本 系统 中采用 的热 电偶 为美 国热 电偶 公 司
过二 十多 年的发 展 ， 存储 测试 技术 不 断成熟 ， 已
定 的 防护能 力 。
１ 系统 结构
系统原理框 图如图 １ 所示 。本系统选用美
国 Ｎ Ｎ ＡＣ公 司 的 Ｅ ２型 钨 铼 热 电偶 作 为 温 Ａ Ｍ ｌ
度测 量 端 ， Ｍ ｃ ｃｉ 以 ｉ ｏｈ ｒ ｐ公 司 的 单 片 机 芯 片 ＰＣ ８ ８７ Ｉ １Ｆ７ Ａ为控 制核心 ， Ｐ Ｄ芯 片选用 Ｘｌ ＣＬ ｉ — ｉ ｎ ｘ公 司 的 Ｘ Ｒ １８ Ｌ 作 时 序 控 制 电 路 ， Ｃ ３２ Ｘ
２ 钨铼 热电偶
热电偶传感器 主要按照热 电效应来工作。 将两种不同的导体 Ａ和 Ｂ连接起来 ， 组成一个 闭合 回路 ， 即构成 感 温元 件 ， 图 ２所示 。当导 如
体 Ａ 和 Ｂ 的两 个接 点 １和 ２之 间存在 温差 时 ，
Ａ
算机 进行 处理 ， 即可得 到温 度值 。
可充 电 ， 耗低 ， 冲击 ， 功 抗 操作 方便 ， 破 片具 有 对
一
较强的腐蚀性 ， 容易造成 目前的有线传输测试 系统的引线损伤同时带来人身安全问题 。
存储测试系统是 一种把传感 器、 适配放大 器 、／ Ａ Ｄ变 换 器 、 储 器 、 制 电路 、 口电 路 存 控 接 及微 型 电池集合 在 一起 的微 型化 测试 系统 。经
目前 应用 于爆 温测 量 的传感 器存 在一 定 的
缺 陷 ： 膜 片式传 感 器 的测 量 端 由于对 高速 气 如 流 滞 止 带来 较 大 速度 误 差 ， 而裸 露 式 传感 器 抵 抗 冲击 的 能力 不 够 。 因此 ， 传 感器 热 电极 材 对
料 的选 择 和结 构设 计 有 较 高 的工 艺要 求 ， 其 使
人 ， 大 学 硕 士研 究 生 ， 要 从 事 存 储 测 试 和 无 线 中北 主
Ａ Ｄ变换器进行 同步采集 ， ／ 同时将 采集 的数据
实时 地存 入静 态 存 储 器 （ Ｒ Ｍ） 。当 系统 触 ＳＡ 中
发以后 ，Ｐ Ｄ内部的负延时计数器开始计数 ， ＣＬ 计数完毕以后 ， 产生控制信号 Ｔ ， Ｃ 将模拟电源 ，
孔 文闯 ， 王代 华 ， 志杰 张
（ 中北大学信息与通信工程学 院 ， 原 ０ ０ ５ ） 太 ３ ０ １
摘要： 针对爆炸场 温度测试的特点设计 了一种基于 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ和单 片机控制 、 Ｒ Ｍ 存储 的新型 温度 采 ＳＡ 集系统 。该系统采 用 Ｎ Ｎ Ｃ的 Ｅ ２型热 电偶作为 温度测量端 ， Ｓ０ Ａ ＭＡ １ Ｄ ６０温 度传感器 对冷端 进行温度 补 偿， 具有同步高速采集 ， 触发及工作参数 可调的特性 。系统采用单 片机与 Ｕ Ｂ相 结合 的通信 接 口， Ｓ 操作
简便 可靠 。
关键词 ： 钨铼 热 电偶 ； 冷端补偿 ； Ｐ Ｄ； Ｃ Ｌ 单片机
中图 分 类 号 ： Ｔ ８ Ｎ９ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０５ －９ ４ ２ １ ） １０７ －６ ２ ８０ ３ （０ １ ０ －０ ３０
爆 炸 场具 有 温 度 高 ， 积 大 ， 化 快 的 特 面 变 点， 并伴有 高压 和高 速气 流 ， 有较 强 的破 坏 作 具
电后方便读取参数 的功能。本测试系统总体为
钢制 外壳 ， 有 信号 输 人接 口及 状态 指示 面板 ， 具
用。因此 ， 传统的温度测试方法很难应用 于爆
炸场 温度 的测量 。炸 药气 体 在高 温高 压下 具有
体积尺寸约为 ＋ ５ｍ ０ｍ 本系统具有 ９ ｍ ｘ ２ ｍ， ２
据读 取 出来 。在 系统 中 ， 用 了将 参 数设 置 的 采
值写人单片机 的 Ｅ Ｐ Ｏ 中的方法 ， ＥＲ Ｍ 实现 了上
放大输入信号 ， 通过加入输 出偏置 电压来调 并
节输入信号范 围到 ０— ． ２ ５Ｖ。模 拟信号进入
收稿 日期 ：０９—１ ２０ ２—３ １ 作者简 介： 孔文闯（ ９ １ ， ， １ ８ 一） 男 汉族 ， 山东省菏 泽市
Ｃ ６ １７ Ｖ ０用 作 数 据存 储 。 Ｙ ２６ Ｄ ３
图 １中 ， 钨铼 热 电偶 将 测 得 的 温 度 转换 成
相应 的模拟 电势信号 ， 模拟 电势信号经过低压
差 零 漂 移放 大 器 ， 大 器 采 用 具 有零 漂 移 和低 放 噪声 的 放 大 器 Ｌ Ｃ ０ １ Ｖ， ５ Ｔ ２ ５ Ｈ 按 ５倍 放 大 倍 数
７ ３
收发系统方面的研究 。
Ａ Ｄ变换 器都关 闭 ， 时 ，Ｒ Ｍ 中存 满 了测 试 ／ 此 ＳＡ
单 片 机相应 的 Ｒ Ｍ 中。最后 数 据 由编好 的 Ｖ Ａ Ｂ 程序 读取 到计 算机 当中 。
地 址 时 钟控 制
数据 。冷端补 偿传 感器 测得 的冷 端 温度存 储 在
２１ ０ １年
第 １ 期
１月
核 电子 学 与探测 技术
Ｎｕ ｌ ａ ｅ ｔｏ ｉｓ ＆ Ｄｅｅ ｔｏ ｃ ｎｏｏ ｙ ｃｅ ｒ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ ｔ ｃｉｎ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ
Ｖ０ ． Ｎｏ． １ ３ｌ １
Ｊｎ． ２ １ ａ ０１
芯 片 选 用 Ｃ Ｐ Ｅ Ｓ 公 司 的 ＹＲＳ
成功 应用 于火炮 膛 压 测 试 、 弹载 全 弹 道参 数 测 试、 石油 井下 压力 测 试 、 炸 冲 击 波 场 测 试 、 爆 载
人航 天测试 等诸 多 领域 。 本 文介 绍 的系统 可 以快 速测 量爆 炸场 的温 度 ， 有可变触 发 电平 ， 速 采集 的特 点 。本 系 具 高 统使用 Ｓ Ａ 作 为 存 储 器 ， 触 发 测 试 完 成 Ｒ Ｍ 在 后， 通过 Ｕ Ｂ接 口与 计 算 机 相 连 ， 采集 的 数 Ｓ 把
能够承受高温、 高压和冲击作用 ， 且具有 良好的
动态 响应特性 。
本 系统 中采用 的热 电偶 为美 国热 电偶 公 司
过二 十多 年的发 展 ， 存储 测试 技术 不 断成熟 ， 已
定 的 防护能 力 。
１ 系统 结构
系统原理框 图如图 １ 所示 。本系统选用美
国 Ｎ Ｎ ＡＣ公 司 的 Ｅ ２型 钨 铼 热 电偶 作 为 温 Ａ Ｍ ｌ
度测 量 端 ， Ｍ ｃ ｃｉ 以 ｉ ｏｈ ｒ ｐ公 司 的 单 片 机 芯 片 ＰＣ ８ ８７ Ｉ １Ｆ７ Ａ为控 制核心 ， Ｐ Ｄ芯 片选用 Ｘｌ ＣＬ ｉ — ｉ ｎ ｘ公 司 的 Ｘ Ｒ １８ Ｌ 作 时 序 控 制 电 路 ， Ｃ ３２ Ｘ
２ 钨铼 热电偶
热电偶传感器 主要按照热 电效应来工作。 将两种不同的导体 Ａ和 Ｂ连接起来 ， 组成一个 闭合 回路 ， 即构成 感 温元 件 ， 图 ２所示 。当导 如
体 Ａ 和 Ｂ 的两 个接 点 １和 ２之 间存在 温差 时 ，
Ａ
算机 进行 处理 ， 即可得 到温 度值 。
可充 电 ， 耗低 ， 冲击 ， 功 抗 操作 方便 ， 破 片具 有 对
一
较强的腐蚀性 ， 容易造成 目前的有线传输测试 系统的引线损伤同时带来人身安全问题 。
存储测试系统是 一种把传感 器、 适配放大 器 、／ Ａ Ｄ变 换 器 、 储 器 、 制 电路 、 口电 路 存 控 接 及微 型 电池集合 在 一起 的微 型化 测试 系统 。经
目前 应用 于爆 温测 量 的传感 器存 在一 定 的
缺 陷 ： 膜 片式传 感 器 的测 量 端 由于对 高速 气 如 流 滞 止 带来 较 大 速度 误 差 ， 而裸 露 式 传感 器 抵 抗 冲击 的 能力 不 够 。 因此 ， 传 感器 热 电极 材 对
料 的选 择 和结 构设 计 有 较 高 的工 艺要 求 ， 其 使
人 ， 大 学 硕 士研 究 生 ， 要 从 事 存 储 测 试 和 无 线 中北 主
Ａ Ｄ变换器进行 同步采集 ， ／ 同时将 采集 的数据
实时 地存 入静 态 存 储 器 （ Ｒ Ｍ） 。当 系统 触 ＳＡ 中
发以后 ，Ｐ Ｄ内部的负延时计数器开始计数 ， ＣＬ 计数完毕以后 ， 产生控制信号 Ｔ ， Ｃ 将模拟电源 ，
孔 文闯 ， 王代 华 ， 志杰 张
（ 中北大学信息与通信工程学 院 ， 原 ０ ０ ５ ） 太 ３ ０ １
摘要： 针对爆炸场 温度测试的特点设计 了一种基于 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ和单 片机控制 、 Ｒ Ｍ 存储 的新型 温度 采 ＳＡ 集系统 。该系统采 用 Ｎ Ｎ Ｃ的 Ｅ ２型热 电偶作为 温度测量端 ， Ｓ０ Ａ ＭＡ １ Ｄ ６０温 度传感器 对冷端 进行温度 补 偿， 具有同步高速采集 ， 触发及工作参数 可调的特性 。系统采用单 片机与 Ｕ Ｂ相 结合 的通信 接 口， Ｓ 操作
简便 可靠 。
关键词 ： 钨铼 热 电偶 ； 冷端补偿 ； Ｐ Ｄ； Ｃ Ｌ 单片机
中图 分 类 号 ： Ｔ ８ Ｎ９ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０５ －９ ４ ２ １ ） １０７ －６ ２ ８０ ３ （０ １ ０ －０ ３０
爆 炸 场具 有 温 度 高 ， 积 大 ， 化 快 的 特 面 变 点， 并伴有 高压 和高 速气 流 ， 有较 强 的破 坏 作 具
电后方便读取参数 的功能。本测试系统总体为
钢制 外壳 ， 有 信号 输 人接 口及 状态 指示 面板 ， 具
用。因此 ， 传统的温度测试方法很难应用 于爆
炸场 温度 的测量 。炸 药气 体 在高 温高 压下 具有
体积尺寸约为 ＋ ５ｍ ０ｍ 本系统具有 ９ ｍ ｘ ２ ｍ， ２
据读 取 出来 。在 系统 中 ， 用 了将 参 数设 置 的 采
值写人单片机 的 Ｅ Ｐ Ｏ 中的方法 ， ＥＲ Ｍ 实现 了上
放大输入信号 ， 通过加入输 出偏置 电压来调 并
节输入信号范 围到 ０— ． ２ ５Ｖ。模 拟信号进入
收稿 日期 ：０９—１ ２０ ２—３ １ 作者简 介： 孔文闯（ ９ １ ， ， １ ８ 一） 男 汉族 ， 山东省菏 泽市
Ｃ ６ １７ Ｖ ０用 作 数 据存 储 。 Ｙ ２６ Ｄ ３
图 １中 ， 钨铼 热 电偶 将 测 得 的 温 度 转换 成
相应 的模拟 电势信号 ， 模拟 电势信号经过低压
差 零 漂 移放 大 器 ， 大 器 采 用 具 有零 漂 移 和低 放 噪声 的 放 大 器 Ｌ Ｃ ０ １ Ｖ， ５ Ｔ ２ ５ Ｈ 按 ５倍 放 大 倍 数
７ ３
收发系统方面的研究 。
Ａ Ｄ变换 器都关 闭 ， 时 ，Ｒ Ｍ 中存 满 了测 试 ／ 此 ＳＡ
单 片 机相应 的 Ｒ Ｍ 中。最后 数 据 由编好 的 Ｖ Ａ Ｂ 程序 读取 到计 算机 当中 。
地 址 时 钟控 制
数据 。冷端补 偿传 感器 测得 的冷 端 温度存 储 在