温度测量系统设计
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基于研华 ADAM 温度测量系统的设计
上海冉赛检测技术有限公司 作者：马忠新
摘要： 文章通过硬件、传感器、软件、通讯、应用方向着手，向读者完整的阐述基于研华 ADAM-4118 热电偶
测量模块的温度测试系统设计，无论您是 LabVIEW 的学习爱好者、或是想拥有自己温度测量系统的工业客 户，您不需要掌握软件与硬件知识，按照文章描述，都可独立设计出一套温度测量系统。系统可实时显示 温度测量值、温度曲线，保存测量数据等。 硬件篇： 传感器：
我们想设计温度测量系统，首要需要温度测量用的传感器，工业上采用热电偶测温比较普遍，当然采 用热电阻、光纤温度传感器等也可进行测温，基于传感器价格与通用性考虑，我们选择热电偶作为测温敏 感元件。
当有两种不同的导体或半导体 A 和 B 组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同， 一端温度为 T，称为工作端或热端，另一端温度为 T0 ，称为自由端（也称参考端）或冷端，回路中将产生 一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两
一切准备准备就绪，开始上位机软件编写了，上位机软件采用 LabVIEW 图形化编程语言。 温度测量程序
上位机软件与硬件连接需要硬件进行驱动，需要驱动的哟 RS485 转 USB 串口线、ADAM-4118 热电偶采 集模块。串口线在购买时，商家会配送驱动光盘，如没有，也可在网络上下载串口线的万能驱动。ADAM-4118 模块驱动如下，可在研华官网下载。
研华驱动
驱动界面 研华驱动可进行模块的配置，如输入热电偶类型、输入范围、冷端补偿等。
R, S, B 热电偶类型
通讯方式：RS-485 串口
ADAM-4118 热电偶测量模块 通讯：
研华 ADAM-4118 热电偶测量模块支持 RS-485 通讯，如果上位机软件需要与采集模块进行通讯，我们 还需要一根通讯线，最简单的方式是采用 RS485 转 USB 串口线，
RS-485 转 USB 通讯线 如在设计温度测量过程中，ADAM-4118 模块需要的数量超过 31 块，每个模块有 8 通道热电偶输入， 也就是系统通道数量超过 248 以上时，RS-485 的”节点数”主要是依”接收器输入阻抗”而定;根据规定， 标准 RS-485 接口的输入阻抗为≥12kΩ，相应的标准驱动节点数为 32 个。为适应更多节点的通信场合，需 要为系统增加一个中继器，我们选择研华 ADAM-4510 中继器。参数如下： RS-232/422/485 自动数据流控制 3000 伏直流电隔离保护 RS-485 数据线浪涌保护 传输速度可达 115.2Kbps 网络覆盖面积达 1200 米（4000 英尺） 预留有终端电阻空间 电源和数据流指示灯，提醒故障处理
端)温度的变化而变化，即一定的热电动势对应着一定的温度。我们只要用测量热电动势的方法就可达到测 温的目的[1] 。
热电偶分类 通过以上描述，我们选择 T 型热电偶作为敏感元件进行温度测量，接头选择 OMEGA 的专用热电偶接头。
T 型热电偶
OMEGA 接头
采集硬件：
工业热电偶采集模块非常多，这里我们选择研华公司设计的一款 ADAM-4118 作为测量模块。模块参数
电源要求：+10 到+30 伏直流电 DIN 导轨、面板或搭载安装上，方便简
ADAM-4510 中继器 开关电源：
ADAM-4118 模块支持+10~ +48VDC 宽频输入，我们选用一款 24V 开关电源作为采集模Biblioteka Baidu的供电电源， 如下图所示。
系统接线：
24V 开关电源
系统接线图 软件篇： 驱动：
[1]
种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势” 。 热电动势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的温差电动势。 热电偶回路中热电动势的大小，只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关，而与热电偶的形状
尺寸无关。当热电偶两电极材料固定后，热电动势便是两接点温度 t 和 t0。的函数差[1] 。 这一关系式在实际测温中得到了广泛应用。因为冷端 t0 恒定，热电偶产生的热电动势只随热端(测量
如下：
8 路可独立配置的差分通道 宽温运行 操作温度更宽：-40-+85°C 高抗噪性：1kV 浪涌保护电压输入，3KV EFT 及 8KV ESD 保护 抗干扰性强：电源输入端 1KV 的浪涌保护，3KV EFT,8KV ESD 保护 宽电源输入范围：+10~ +48VDC 易于监测状态的 LED 指示灯 支持 50HZ/60HZ 自动调整滤波参数 支持滤波器自动调谐或滤波器输出 50Hz/60Hz 增加 LED 地址指示功能，方便现场快速应用 模块输入范围：15 mV ±50 mV ±100 mV ±500 mV ±1 V ±2.5 V ±20 mA 4~20 mA，支持 J, K, T, E,
上海冉赛检测技术有限公司 作者：马忠新
摘要： 文章通过硬件、传感器、软件、通讯、应用方向着手，向读者完整的阐述基于研华 ADAM-4118 热电偶
测量模块的温度测试系统设计，无论您是 LabVIEW 的学习爱好者、或是想拥有自己温度测量系统的工业客 户，您不需要掌握软件与硬件知识，按照文章描述，都可独立设计出一套温度测量系统。系统可实时显示 温度测量值、温度曲线，保存测量数据等。 硬件篇： 传感器：
我们想设计温度测量系统，首要需要温度测量用的传感器，工业上采用热电偶测温比较普遍，当然采 用热电阻、光纤温度传感器等也可进行测温，基于传感器价格与通用性考虑，我们选择热电偶作为测温敏 感元件。
当有两种不同的导体或半导体 A 和 B 组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同， 一端温度为 T，称为工作端或热端，另一端温度为 T0 ，称为自由端（也称参考端）或冷端，回路中将产生 一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两
一切准备准备就绪，开始上位机软件编写了，上位机软件采用 LabVIEW 图形化编程语言。 温度测量程序
上位机软件与硬件连接需要硬件进行驱动，需要驱动的哟 RS485 转 USB 串口线、ADAM-4118 热电偶采 集模块。串口线在购买时，商家会配送驱动光盘，如没有，也可在网络上下载串口线的万能驱动。ADAM-4118 模块驱动如下，可在研华官网下载。
研华驱动
驱动界面 研华驱动可进行模块的配置，如输入热电偶类型、输入范围、冷端补偿等。
R, S, B 热电偶类型
通讯方式：RS-485 串口
ADAM-4118 热电偶测量模块 通讯：
研华 ADAM-4118 热电偶测量模块支持 RS-485 通讯，如果上位机软件需要与采集模块进行通讯，我们 还需要一根通讯线，最简单的方式是采用 RS485 转 USB 串口线，
RS-485 转 USB 通讯线 如在设计温度测量过程中，ADAM-4118 模块需要的数量超过 31 块，每个模块有 8 通道热电偶输入， 也就是系统通道数量超过 248 以上时，RS-485 的”节点数”主要是依”接收器输入阻抗”而定;根据规定， 标准 RS-485 接口的输入阻抗为≥12kΩ，相应的标准驱动节点数为 32 个。为适应更多节点的通信场合，需 要为系统增加一个中继器，我们选择研华 ADAM-4510 中继器。参数如下： RS-232/422/485 自动数据流控制 3000 伏直流电隔离保护 RS-485 数据线浪涌保护 传输速度可达 115.2Kbps 网络覆盖面积达 1200 米（4000 英尺） 预留有终端电阻空间 电源和数据流指示灯，提醒故障处理
端)温度的变化而变化，即一定的热电动势对应着一定的温度。我们只要用测量热电动势的方法就可达到测 温的目的[1] 。
热电偶分类 通过以上描述，我们选择 T 型热电偶作为敏感元件进行温度测量，接头选择 OMEGA 的专用热电偶接头。
T 型热电偶
OMEGA 接头
采集硬件：
工业热电偶采集模块非常多，这里我们选择研华公司设计的一款 ADAM-4118 作为测量模块。模块参数
电源要求：+10 到+30 伏直流电 DIN 导轨、面板或搭载安装上，方便简
ADAM-4510 中继器 开关电源：
ADAM-4118 模块支持+10~ +48VDC 宽频输入，我们选用一款 24V 开关电源作为采集模Biblioteka Baidu的供电电源， 如下图所示。
系统接线：
24V 开关电源
系统接线图 软件篇： 驱动：
[1]
种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势” 。 热电动势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的温差电动势。 热电偶回路中热电动势的大小，只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关，而与热电偶的形状
尺寸无关。当热电偶两电极材料固定后，热电动势便是两接点温度 t 和 t0。的函数差[1] 。 这一关系式在实际测温中得到了广泛应用。因为冷端 t0 恒定，热电偶产生的热电动势只随热端(测量
如下：
8 路可独立配置的差分通道 宽温运行 操作温度更宽：-40-+85°C 高抗噪性：1kV 浪涌保护电压输入，3KV EFT 及 8KV ESD 保护 抗干扰性强：电源输入端 1KV 的浪涌保护，3KV EFT,8KV ESD 保护 宽电源输入范围：+10~ +48VDC 易于监测状态的 LED 指示灯 支持 50HZ/60HZ 自动调整滤波参数 支持滤波器自动调谐或滤波器输出 50Hz/60Hz 增加 LED 地址指示功能，方便现场快速应用 模块输入范围：15 mV ±50 mV ±100 mV ±500 mV ±1 V ±2.5 V ±20 mA 4~20 mA，支持 J, K, T, E,