一种多路温度检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多路温度检测系统，包括待测对象、5个Pt100、温度变送器内的测量单元、温度变送器内的信号转换放大单元、降压限幅电路、DSP芯片—下位机、DSP芯片内的A/D转换器、DSP芯片内的处理器、USB接口、PC显示—上位机，5个Pt100对待测对象进行测温，5个Pt100的电阻值随温度变化而变化，所述温度变送器内的测量单元将5个Pt100变化的电阻值转换成电压值，对5个PT100端输出的电压值经温度变送器内的信号转换放大单元放大，在信号转换放大单元和A/D转换器之间设降压限幅电路，降压移位后的电压值输入到DSP芯片内的A/D转换器，A/D转换器将实际的电压信号转化成数字信号，DSP芯片内的处理器对数字信号进行识别和滤波处理，换算成与温度对应的数值，经USB接口传送到PC显示。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及微化工、农业温度检测
，具体涉及一种多路温度检测系统。

技术介绍

在微化工、农业温度检测
内，市面上大部分温度检测是以单片机作为核心的，能满足数据量小、实时性要求一般的场合，但是，针对检测信息量较大的场合，例如多路温度检测，对数据处理能力和实时性提出了更高的要求，因此，需要采用数据处理和运算能力更强的芯片。
温度检测值的显示方面，许多设计使用LCD液晶显示模块，对于多路温度值显示，常常采用轮询、延时的方法，但是，这对实时性有相当大的影响，人们希望采用PC显示实现采集结果可视化输出，虚拟仪器技术LabVIEW是很好的选择，该方法基于PC显示，可以根据需要开发出友好的人机界面，能够满足多路温度值的同时显示,不过，温度信号采集部分即下位机和PC显示部分即上位机之间需要通信，通信部分的开发一般比较复杂，也有人采用美国国家仪器NI公司提供的DAQ数据采集卡，该采集卡内部集成了与LabVIEW的通信程序，但是价格昂贵，为了满足目前工农业对温度采集与控制的要求，温度采集控制系统必须向微型化、智能化、数字化、网络化、人性化等方向发展，传统的采集控制方式一般采用单机控制模式，而且数据采集精度不高，采用上下限对温度进行控制，控制的精度也不高，不能采取远程监视与控制，安装不灵活等一系列问题。
郭栋在《基于USB和LabVIEW的数据测控系统设计》中提出一个系统方案，采用意法半导体（ST）公司基于Contex-M3内核的STM32系列微处理器，设计多路信号调理电路和传感器电路，实现了集AD转换器、实时传输数据、实时控制等功能于一身的数据测控系统，可通过USB接口将数据实时传输至PC显示，并能够接收上位机控制命令，系统能够实现对光线强度、压力、温度、电压等模拟量采集，并能同时实现控制功能。郭栋提出的方案中，有以下缺点：一、使用的STM32系列微处理器只负责了信号的采集，而系统显示和数据处理部分，甚至包括采集命令的发送，全部在PC显示端完成，使得整个系统不能脱离计算机单独工作；二、当大量数据进入PC显示端时，要在PC显示—上位机软件LabVIEW中设置循环缓存区，在这个过程中，需要合理设置缓冲区大小，既要防止尚未读出的数据被新到的数据覆盖掉，又要避免程序读取缓冲区时间过长。所以，在一定程度上影响了系统的实时性，增加了设计复杂度。针对以上这种情况，研制一款新型的、适合目前需求的温度采集控制系统有现实的意义。

技术实现思路

针对上述问题，本技术旨在提供一种多路温度检测系统,该检测系统是基于DSP芯片和虚拟仪器LabVIEW的一种多路温度检测系统，该检测系统主要在微化工温度检测
具有良好的应用。
为实现该技术目的，本技术的方案是：一种多路温度检测系统，包括待测对象、5个Pt100、温度变送器内的测量单元、温度变送器内的信号转换放大单元、降压限幅电路、DSP芯片—下位机、DSP芯片内的A/D转换器、DSP芯片内的处理器、USB接口、PC显示—上位机，5个Pt100对待测对象进行测温，5个Pt100的电阻值随温度变化而变化，所述温度变送器内的测量单元将5个Pt100变化的电阻值转换成电压值，对5个PT100端输出的电压值经温度变送器内的信号转换放大单元放大，在信号转换放大单元和A/D转换器之间设降压限幅电路，降压移位后的电压值输入到DSP芯片内的A/D转换器，A/D转换器将实际的电压信号转化成数字信号，所述DSP芯片内的处理器对数字信号进行识别和滤波处理，换算成与温度对应的数值，经USB接口传送到PC显示。
作为优选，所述DSP芯片选用德州仪器TI公司的TMS320F2812，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器。
作为优选,所述PC显示采用虚拟仪器LabVIEW进行编程，LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器NI公司研制开发，被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件，通过LabVIEW的VISA控件实现PC显示与USB设备的通信功能，PC显示作为上位机，用LabVIEW开发应用界面，实现采集结果可视化输出，并存储检测数据。
作为优选，所述DSP芯片内的A/D转换器是DSP芯片自带的A/D转换器。
作为优选，为提高DSP芯片程序运算速度，选用德州仪器TI公司提供的IQmath函数库，将涉及浮点型数据的运算转换为整型数据运算。
本技术同现有技术相比具有以下优点：
一、DSP芯片在数据处理能力和程序执行速度方面拥有是单片机不能比拟的优势，利用DSP芯片作核心处理器，通过提高信号采样频率和程序运算速度，保证温度检测系统的快速性、实时性。
二、在PC显示端用LabVIEW编写的人机界面操作简单、友好，给每个数据添加了时间属性，待测对象的每个温度值均对应一个时间，便于后期对数据分析调用。
三、利用USB接口技术，实现DSP芯片内的处理器和PC显示部分之间的通信，节约了成本，PC显示软件LabVIEW中，应用集成的高级应用编程接口VISA控件来实现与USB之间的通信，完全避开了以前开发USB驱动程序的复杂性，大大缩短了开发周期，此外，LabVIEW仅对数据进行显示和存储，无需设置数据缓存区大小。
四、DSP芯片不仅负责多路温度信号的采集，而且进行数据处理，所以完全可以脱离PC显示的控制，独立运行。
附图说明
图1为本技术的框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明。
如图1所示，本技术实施例的一种多路温度检测系统，针对5个温度点同时检测，温度范围是0-150℃，温度传感器采用三线制的Pt100,包括待测对象、5个Pt100、温度变送器内的测量单元、温度变送器内的信号转换放大单元、降压限幅电路、DSP芯片—下位机、DSP芯片内的A/D转换器、DSP芯片内的处理器、USB接口、PC显示—上位机，5个Pt100对待测对象进行测温，5个Pt100的电阻值随温度变化而变化，所述温度变送器内的测量单元将5个Pt100变化的电阻值转换成电压值，对5个PT100端输出的电压值经温度变送器内的信号转换放大单元放大，在信号转换放大单元和A/D转换器之间设降压限幅电路，降压移位后的电压值输入到DSP芯片内的A/D转换器，是由于DSP芯片自带A/D转换器采样端口的输入电压范围是0-3V，若输入采样口的电压小于0.5V，不易被识别，若输入采样口的电压超过3V，会损坏DSP芯片，在实际应用中应留有余量，一般输入最大值在3V的70%左右，所以，在温度变送器与DSP芯片之间设降压限幅电路，将温度变送器输出的0-5V电压进行降压移位，使得送到A/D转换器的电压范围为1-2V，A/D转换器将实际的电压信号转化成数字信号，所述DSP芯片内的处理器对数字信号进行识别和滤波处理，换算成与温度对应的数值，经USB接口传送到PC显示。
以上所述，仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡是依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本技术技术方案的保护范围之内，本技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术实现。
本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路温度检测系统，一种多路温度检测系统，包括待测对象、5个Pt100、温度变送器内的测量单元、温度变送器内的信号转换放大单元、降压限幅电路、DSP芯片—下位机、DSP芯片内的A/D转换器、DSP芯片内的处理器、USB接口、PC显示—上位机，其特征是，所述5个Pt100对待测对象进行测温，5个Pt100的电阻值随温度变化而变化，所述温度变送器内的测量单元将5个Pt100变化的电阻值转换成电压值，对5个PT100端输出的电压值经温度变送器内的信号转换放大单元放大，在信号转换放大单元和A/D转换器之间设降压限幅电路，降压移位后的电压值输入到DSP芯片内的A/D转换器，A/D转换器将实际的电压信号转化成数字信号， 所述DSP芯片内的处理器对数字信号进行识别和滤波处理，换算成与温度对应的数值，经USB接口传送到PC显示。

【技术特征摘要】
1.一种多路温度检测系统，一种多路温度检测系统，包括待测对象、5个Pt100、温度变送器内的测量单元、温度变送器内的信号转换放大单元、降压限幅电路、DSP芯片—下位机、DSP芯片内的A/D转换器、DSP芯片内的处理器、USB接口、PC显示—上位机，其特征是，所述5个Pt100对待测对象进行测温，5个Pt100的电阻值随温度变化而变化，所述温度变送器内的测量单元将5个Pt100变化的电阻值转换成电压值，对5个PT100端输出的电压值经温度变送器内的信号转换放大单元放大，在信号转换放大单元和A/D转换器之间设降压限幅电路，降压移位后的电压值输入到DSP芯片内的A/D转换器，A/D转换器将实际的电压信号转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，王少杰，
申请(专利权)人：王少杰，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15