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基于linux 操作系统的高低温试验箱控制器详解

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: www.riukai.com 发布日期: 2019.10.08
    引言
    为满足高低温试验时对试验安全性的要求,并且能够方便记录试验数据和实现现场和主控室的双重控制,本文采用某芯片和linux 操作系统基础上的高低温控制系统,用户可根据实际需要从任何一种状态开始试验,该系统还包含有两个报警系统和远程监控系统,用户不用到现场只需通过电脑就可以了解到现场试验的情况。

    1、系统方案设计

    为满足系统低功耗、低成本、高速率、高可靠性的要求,笔者选择该芯片植入了linux操作系统,对于高、低温的(交变)循环变化采用位式控制的方式。由于高、低温的加热系统是一个大滯后环节,因此采用PWM的控制方式,并通过LED数码管显示试验的时间、试验的循环次数等,当超过高、低温的上、下限值时能自动报警或利用双金属温度计控制继电器自动断电,实现了双重保护。此外,该系统还通过网络与PC机相连,用户不仅可以在现场记录试验数据,还可以进行远程监控。

基于linux 操作系统的高低温试验箱控制器详解

    2、硬件电路设计

    2.1 温度采集电路设计
    由于Pt100热电阻的阻值会随着温度的升高而增加,因此利用桥式电路把电阻阻值的变化转化为电压的变化。供电电压为+5V,加2kn电阻是为了在Pt100两端得到0mV~10mV的电压和抗干扰。
    2.2 AD转换电路设计
    CS5532是一个24位2通道的高集成度的△∑模数转换器,从Pt100得到0mV~10mV电压经CS5532后转换为数字信号送给主芯片,得到温度对应的采样值,再经过标定把对应的温度显示在数码管上。

    3、软件设计

    3.1  温度控制
    采用仪表进行高、低温试验有一定的要求,即设定温度上限和温度下限。采用位式控制的方式分别设定温度上限和温度下限,当达到温度上限或下限时将控制继电器断开,高、低温箱停止加热或制冷。由于高低温箱的加热是-一个大滞后环节,如果采用单纯的位式方式进行控制将会使箱内温度过高,因此在加热过程中采用PWM的控制方式进行高温试验。高低温试验并不是一直循环的,而是有固定的试验时间,当时间到时高低温箱将停止工作。
    3.2 报警
     高低温试验箱是一种持续工作时间长的设备,在工作中为了保证产品和人身安全而设定了危险温度,当达到此危险温度时系统会及时发出报警信号。如果在高低温箱工作中,由于温度传感器损坏未能将温度信号传给主芯片进行处理,那么可能导致高低温箱处于单一的工作模式下(纯加热或纯制冷),这将会发生危险。因此在箱内加双金属温度计与继电器相连,当温度过高或过低时都会自动断电,起到了双重保护的作用。
    3.3故障报警程序
    此高低温试验箱故障报警系统的功能如下:当温度达到规定的极限高温或低温时,蜂鸣器就会报警,并且会显示“HELP”字样。

    4结论

    本文提出了一种基于某芯片和linux操作系统的高低温控制系统,实现了显示器、温度传感器、互联网监测的多平台工作,达到了控制的目的。
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