智能溫度巡檢儀主要應用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,為滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)提出的監控需求,智能溫度巡檢儀需具備以下功能:
(1)應用中可配合使用常用溫度傳感器對多路溫度進(jìn)行全面檢測,本文所設計智能溫度巡檢儀和Pt100型鉑熱電阻相互配合,可對8路溫度實(shí)現巡回檢測;
(2)可結合不同的應用需求選擇不同顯示方式,包括定點(diǎn)顯示方式、巡回顯示方式等;
(3)可在全量程當中設定一個(gè)超限報警值,一旦實(shí)測溫度高出設定值,就會(huì )有報警信號發(fā)出,同步輸出常開(kāi)節點(diǎn);
(4)在實(shí)際檢測中,每路溫度都可轉變成和其線(xiàn)性對應的電流輸入,一般保持在4mA~20mA;
(5)可實(shí)現RS485通信,便于構建局域監控網(wǎng)絡(luò ),在相應網(wǎng)絡(luò )中能夠共享溫度超限設定值、實(shí)測溫度等參數。
基于STM32設計智能溫度巡檢儀,硬件總體設計主要包含7個(gè)功能單元,即溫度顯示單元、STM32單片機基本單元、溫度傳感單元、功能模式切換按鍵單元、電源單元、報警與繼電保護輸出單元、遠程通信單元。其中,STM32單片機基本單元當中主要包含單片機基礎性工作電路,如數據儲存電路、程序下載電路、時(shí)鐘電路等。在熱電偶測溫單元,重點(diǎn)分布有儀表放大及隔離電路、熱電偶接入以及冷端溫度補償電路等。在熱電阻測溫單元,重點(diǎn)設計儀表放大以及隔離電路,還有測溫電橋等。在顯示單元,包含有8位LED數碼管,由其顯示功能模塊基本信息以及溫度信號。在報警以及繼電保護輸出單元,包含有繼電器觸點(diǎn)輸出電路和指示燈報警電路。在遠程通信單元,主要以RS485協(xié)議為基礎實(shí)現遠程通信。在電源單元,設計220V交流接入,所形成直流穩壓電源包含多種電壓等級,可滿(mǎn)足單片機工作以及測量放大電路需求。
系統方案運用計劃溫度測量電路,通過(guò)使用溫度測量電路能夠確保溫度測量值具有更高精確度,從而滿(mǎn)足應用提出的精度要求。溫度測量電路結合環(huán)境溫度,將所接收到的溫度傳感器信號進(jìn)行轉換,獲得電流或電壓信號,此時(shí)需要向AD轉換器輸入相關(guān)電信號,以有效檢測環(huán)境溫度。經(jīng)綜合對比,最后選定測溫電路方案包括:
(1)熱電偶溫度相關(guān)測溫電路方案。智能溫度巡檢儀在工作狀態(tài)下,會(huì )對熱電偶溫度做出熱電勢反應,冷端溫度和熱電勢輸出密切相關(guān),在標準熱電偶分度表當中,以冷端溫度0℃為依據,所以要在熱電偶溫度基礎上實(shí)現冷結補償。對冷端溫度進(jìn)行補償期間,有軟件、硬件兩種方法,本研究設計中選擇通過(guò)硬件方法補償冷端溫度。
(2)熱電阻溫度相關(guān)測溫電路方案。本研究設計中選擇Pt100熱電阻,供橋電源為5V,經(jīng)儀表放大以及信號隔離,使電橋輸出至單片機系統。