高精度热电偶测温电路设计与分析
2021-04-02常广晖常书平张亚超
计算机测量与控制 2021年3期
关键词:测量
常广晖,常书平,张亚超
(1.海军工程大学 动力工程学院,武汉 4300332.中国人民解放军63983部队,江苏 无锡 214035)
0 引言
在舰船动力装置领域,温度是需要实时监测的重要参数之一。机舱中高温区的温度测量全部是通过热电偶来完成,比如柴油机的排气温度、燃气轮机的涡轮燃气温度等,这些温度参数不仅反映了推进主机的运行工作状态,还是判断其健康程度的重要依据,对于其测量精度有很高的要求。近年来随着嵌入式MCU和ADC芯片技术的进步,很多学者对于提高测量精度进行了研究,提出了新的设计方案。王安敏[1]等利用ADS1148芯片为核心,通过分段线性拟合,LM35温度传感器进行冷端补偿,设计一种在-50~500 ℃范围内测量误差为±0.1 ℃的基于K型热电偶的测温装置;陈名宝[2]从热电偶测温模块性能指标出发,用ADS1232芯片设计出精度高、抗干扰能力强的测温电路;曾小信[3]等分析了影响热电偶信号采集精度的因素,并进行优化处理从而提升了测温精度;孙延岭[4]等提出一种基于CS5524的热电偶温度测量软硬件设计方案。
各学者对于高精度热电偶测温问题都进行了深入的研究,各自提出了针对不同应用场合的设计方案,但是对于影响热电偶测量精度的因素缺乏更为深入的分析,缺少各因素对于精度影响的定量比较,具有一定的局限性。本文针对以上问题,采用STM32F103和AD7793设计了一种高精度热电偶测温电路,结合该方案,在深入分析影响测温精度的因素基础上给出了各因素的误差计算公式,并提出一种等精度最小二乘拟合校正法大大减小了热电偶非线性校正误差。……
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