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分布式热电偶温度采集系统设计

2020-05-21李洋刘振革王仁辉马荣泽郭兴纪少波于泽庭

内燃机与动力装置 2020年2期

李洋,刘振革,王仁辉,马荣泽,郭兴,纪少波*,于泽庭

1.山东大学能源与动力工程学院,山东济南 250061; 2.山东技师学院,山东济南 250200;3.龙口龙泵柴油喷射高科有限公司,山东龙口 265701

0 引言

温度是工业生产中最常用的参数之一,温度的实时采集和高精度实时监测对于工业应用具有重要意义。发动机排气管道及高温窖炉等对测温准确性要求较高。热电偶产生的模拟信号有多种处理方式,可直接将模拟信号放大后由单片机将模拟信号转换为数字信号(analog to digital convert, ADC)进而计算温度,也可将模拟信号通过专用芯片直接转换为数字信号,再由单片机进行后续处理。模拟信号可使用通用运算放大器,如OP1177等进行放大,也可经仪表放大器将模拟信号放大。刘敬彪等[1]使用INA118仪表放大器放大微弱热电势信号。王闯等[2]使用AD8495芯片将热电偶模拟信号放大,实现了热电偶传感器温度测量;INA326、AD595等热电偶专用放大芯片也可用于热电偶传感器信号处理[3-4]。

除使用运算放大器对热电偶的微弱电势信号进行放大外,还可以采用热电偶至数字输出转换器实现热电偶信号的采集。赵轩等[5]使用MAX6675芯片实现热电偶信号的采集,该芯片可以直接将热电偶信号转化为数字信号,并传送至单片机。MAX6675芯片虽然可以简化热电偶信号测试系统的开发,但芯片测温范围偏小,为0~700 ℃,此外该芯片采用12位AD转换,分辨率较低。

MAX31855芯片是一款将热电偶模拟信号转换为数字信号的转换器,具有测温范围广且分辨率高等优点[6],为准确测量发动机排气管温度,本文中基于MAX31855芯片开发了用于发动机试验台架的分布式热电偶温度采集系统。……

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