Typ BM00201-40Entwicklung automatisierter Temperatur- und Feuchtigkeitsgeräte

Mithilfe der Technologie „MEMS & MicSens“ hat Yongsen Instrument kürzlich den Temperatur- und Feuchtigkeitstransferter BM00201-40 und die tragbare medizinische Infusionspumpe BM00101-2 vorgestellt.（Injektionspumpe）Detektor、BM00301-（32-96) PCR-Temperaturkalibrator,BM00401-8 Automatische DetektorenVier kleine Instrumente. Diese vier Geräte wurden bereits in vielen privaten Messunternehmen eingesetzt.

BM00201-40 Typ Temperatur und Luftfeuchtigkeit Transmitter Inspektor erhielt Chengdu Metrologie Institut und andere Provinzen und Städte Metrologie Institut begünstigt,Im Folgenden wird die Herkunft dieses Instruments näher erläutert.。

Einleitung

Temperatur- und Feuchtigkeitstransferter (nachfolgend als Sender bezeichnet) werden in der industriellen Produktion, wissenschaftlichen Experimenten, Prüfungen und Inspektionen, Lagerung und anderen Betriebsumgebungen weit verbreitet. Das Ausgangssignal ist in der Regel ein Gleichstromsignal von (4 bis 20) mA oder ein Spannungssignal von (0 bis 10) V. Die Senderkalibrierung verwendet eine hochpräzise Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfbox oder einen Generator als Temperatur- und Feuchtigkeitsquelle, mit einem präzisen Taupunktmesser als Normer, bei der Kalibrierung muss zunächst eine 24 V Gleichstromversorgung aufgebracht werden, dann wird der Signalwert mit einem hochpräzisen Spannungs- oder Stromzähler gemessen und die Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten von Hand berechnet und aufgezeichnet. Es ist nur möglich, ein Signal auf einmal zu messen, und jedes Mal, wenn man das Erkennungssignal manuell umschaltet, muss das Messgerät erneut angeschlossen werden. Wenn mehr Transmitter erkannt werden, ist der Messprozess sehr aufwendig, in Verbindung mit einer großen Anzahl von Lesen und Berechnungen, so dass die Kalibrierung ineffizient, kostenhoch und arbeitsintensiv ist. Zu diesem Zweck wurde ein integriertes Mehrfach-Temperatur- und Feuchtigkeitsmessgerät entwickelt.

1 Arbeitsprinzip des Systems

Das Arbeitsprinzip des Systems ist in Abbildung 1 dargestellt. Das System basiert auf ARM. Nach der Stromversorgung des ARM-Steuersenders wechselt das Signal automatisch nach seinem Ausgangssignaltyp auf die entsprechende Signalkonditionierungsschaltung, der analoge Schalter führt das Signal unter der Kontrolle von ARM in einen A / D-Wandler ein, verwandelt das analoge Signal in ein digitales Signal und wird dann über ein drahtloses Modul auf den oberen Rechner hochgeladen. Darüber hinaus kommuniziert die ARM-Steuerung RS232- und I2C-Schnittstellen jeweils mit dem Taupunktmesser und dem EEPROM. Die PC-Steuerungssoftware basiert auf der Visualisierungssoftware Labview und ermöglicht das Lesen, Berechnen, Speichern und Anzeigen von Daten sowie die automatische Generierung von Originalaufzeichnungen.

2 Hardware-Schaltkreisdesign

Hardware-Schaltungen umfassen hauptsächlich: Signalkonditionierungsschaltungen, analoge Schalter, A / D-Wandler, ARM-Controller, drahtlose Module, EEPROM、 Strommodule usw.

2.1 ARM-Controller

Der ARM-Controller basiert auf dem STM32F103C8 von Intefa Semiconductor, einem Prozessor auf einem leistungsstarken 32-Bit-ARM CortexM3-Kern mit einer Frequenz von 72 MHz und eingebautem 64K-Flash und 20KSRAM. Mit seiner umfangreichen Schnittstelle können Sie Stromversorgung, Signaltypschalter, Analogschalter, A/D-Wandler und die Kommunikation mit Taupunktmessern und Obergeräten steuern.

2.2 Signalkonditionierungsschaltung

Der Typ des Senderausgangssignals hat Strom und Spannung, um das Sendersignal an den Eingangsbereich des A / D-Wandlers anzupassen, wird das Spannungssignal durch die Teilspannung des Widerstands auf (0 ~ 5) V gesenkt, und das Stromsignal wird durch den Abtastwiderstand in (1 ~ 5) V-Spannungssignal verwandelt. Das angepasste Signal wird dann vom Spannungsfolger an den analogen Schalter ausgegeben. ARM schaltet die Strom- oder Spannungskonditionierungsschaltung durch Steuerrelais, wie in Abbildung 2 gezeigt. Zur Steuerung des 34-Wege-Relaisschalters verwendet das System das Schieberegister 74HC595 als Antrieb. Der Chip verfügt über 8-Bit-Sperrung, 8-Bit-seriellen Eingang, 8-Bit-String/Parallel-Ausgang, String/und Shift-Register und 3-State-Ausgang. 8-Bit-Parallelausgänge können jeweils 8-Wege-Relais steuern, so dass das System insgesamt 5 74HC595 benötigt. Wie in Abbildung 3 gezeigt, ist der parallele Ausgang Q0 bis Q7 mit dem B-Pole der Triode verbunden, wenn der Ausgang ein hohes Level ist, wird das Relais absorbiert, in diesem Fall ist die Schaltung eine Spannungssignal-Erkennungsschaltung und umgekehrt eine Stromsignal-Erkennungsschaltung. Der serielle Dateneingang Ds empfängt die von ARM ausgegebenen seriellen Daten, Q7 verbindet den unteren End Ds und überträgt die seriellen Daten.

2.3 Analoger Schalter

Der analoge Schalter hat kleine Größe, schnelle Geschwindigkeit, geringen Stromverbrauch, keine Schütteln und andere Merkmale, die in Multiplex-Signalaufnahmesystemen weit verbreitet werden. Das System verwendet den 16-Option-I-CMOS-Analog-Schalter ADG706 von ADI. Der Leitwiderstand des Chips beträgt 2,5Q, die Schaltzeit 40ns und die große Eingangsspannung 5,5V. Der 34-Kanal-Sender verfügt über insgesamt 68-Kanal-Signale, so dass 5 Stücke ADG706 erforderlich sind. Abteilung

Bei der gemeinsamen Arbeit steuert ARM die Adressauswahl des analogen Schalters und die Ausgabe der Energie, die das Signal ausgibt, das erkannt werden muss.

2.4 A/D-Wandler

Mit dem leistungsstarken A/D-Wandler ADS1256 von TI. Hauptmerkmale: 24 Bit ohne Datenverlust Nichtlinearität: 0,0010 % Geräuschfreie Genauigkeit von bis zu 23 Bit; Datenabtastrate bis zu 30ksps; mit analogem Multiplexschalter (MUX); Kann als 8-Wege-Eingänge oder 4-Wege-Differenz-Eingänge konfiguriert werden; Eigenkalibrierung und Systemkalibrierung; Mit serieller Peripherieschnittstelle

(SPI) usw. Der ADS1256 bietet acht analoge Eingänge, die mit dem MUX-Register (Analog Multiplex Switch) als vierwegige Differenzeingange, acht monopolare Eingänge oder eine Kombination von Differenzeingangen und monopolaren Eingängen konfiguriert werden können. Das System verwendet 5-Wege-Eingang-Eingang iBe0, AIN0 bis AIN4 als Einpol-Eingang und AINCOM als öffentlicher Verlierer. Und ungenutzte analoge Eingangspins hängen, so haben

Unterstützt die Verringerung der Verlierer Leckstrom. Die Hauptuhr des ADS1256 wird von einer externen Vibration von 7,68 MHz versorgt. An den Eingängen der analogen und digitalen Stromversorgung ist ein kleiner Keramikkondensator und ein großer Tantalkondensator parallel verbunden. Die Peripherieschaltung des ADS1256 ist in Abbildung 4 dargestellt.

2.5 Übertragungssteuerung

Die Stromversorgung des Senders beträgt in der Regel 12 bis 24 VDC, was erfordert, dass jede Stromversorgung unabhängig gesteuert und eine freie Welle von weniger als 1% ist. Daher müssen 34 24V-Stromversorgungen entworfen werden. Die 24V-Stromversorgung wird durch eine externe Schaltversorgung mit 34 Darlington-Rohren als Schalter für jede Stromversorgung geliefert. Mit der ARM-Steuerung von Darlington-Rohren kann die Stromversorgung des Senders gesteuert werden. Zur Verringerung von Störungen wird die Ausgangsspannung durch einen LC-Filter gefiltert. Um Situationen wie Kurzschlüsse zu verhindern, können wiederherstellbare Sicherungen pro Stromversorgung hinzugefügt werden. Der Sender steuert die Stromschaltung wie in Abbildung 5 gezeigt.

2.6 Drahtlose Module

Mit dem drahtlosen Datenübertragungsmodul APC320 von Shenzhen Amytong Technology Co., Ltd. Es ist eingebettet in einen Hochgeschwindigkeits-Low-Power-Single-Chip und einen Hochleistungs-RFC-Chip SI4463, die innovative Anwendung einer effizienten Zyklus-Vernetzung-Fehlerkorrektur-Codierung, die Störungsbeständigkeit und die Empfindlichkeit erheblich verbessert. Die Arbeitsspannung des APC320-Moduls beträgt 2,1 bis 3,6 V und der Strom im Empfangszustand ist nur 15 mA.

2,7 EEPROM

EEPROM dient zur Speicherung automatischer Kalibrierungsdaten. Der AT24C512 wurde von ATMEL hergestellt. Der Speicher verfügt über eine Kapazität von 64 KB, einen seriellen I2C-Bus, 16-Bit-Adressen und 100.000 Programmierungs-/Schreibzyklen. Die AT24C512-Peripherieschaltung ist wie in der Abbildung dargestellt: Die Speicheradresse von A0 und A2 ist auf 0 eingestellt, die WP-Erdung ist auf lesbar und schreibbar eingestellt, und SCL und SDA sind mit dem Zugwiderstand verbunden. Die Schaltung ist in Abbildung 6 dargestellt.

3 Aufstellung

Die Steuerungssoftware basiert auf den Datenbanken Labview und Access 2007 und ermöglicht Funktionen wie Systemverwaltung und -steuerung, Senderdatenerfassung, Anzeige, Berechnungsverarbeitung, Speicherung, Datenabfrage und die automatische Erstellung von Word-Testberichten.

4 Schlussfolgerungen

Geprüft, dieses Gerät Spannungsmessbereich: 010V; Auflösung: 0,1mV; große zulässige Fehler: 0,05%; Strommessbereich: 0 bis 20 mA; Auflösung: 0,1 uA; großer zulässiger Fehler: 0,05%. Die automatische Messung von 34 Sendern bzw. 64 Stromsignalen kann gleichzeitig erfolgen. Mit einfacher Bedienung, hoher Effizienz, niedrigen Kosten und hohem Grad an Intelligenz ist es ideal für die Kalibrierung mehrerer Temperatur- und Feuchtigkeitsgegeber.

Literaturverzeichnis

[1] Kangheman. Kalibrierungsmethoden für Ausgangsparameter von Temperatur- und Feuchtigkeitstransfertern [J]. Mess- und Prüftechnik, 2011 (08).

[2] Mei Rong. Forschung der Temperatur- und Feuchtigkeitserkennung und -regelungssysteme auf Basis von Single-Chip-Maschinen [J]. Agromechanisierungsforschung, 2012 (01).

[3] Peng Gong, Chun Zhiqiang. Anwendungspraxis für eingebettete Mikrocontroller der STM32-Serie auf Basis von ARM CortexM3 [M]. Peking: Electronics Industry Press, 2011.

Autorenprofil: Lehrer, Mann, Ingenieur, Master. Arbeitseinheiten:SichuanAusrüstungGmbH。