飞机温度传感器校验仪的研制

论文摘要

本文从实际需求出发,在对飞机各系统中温度传感器工作原理和检测维护方法进行调研的基础上,设计了一套基于DSP和半导体制冷制热技术的飞机温度传感器校验仪。该校验仪可控的温域范围在-10℃-800℃。恒温控制部分采用的是模糊-PID控制方法。它通过自整定的PID参数校正了温度系统的滞后性、时变性和非线性等环节,有效地抑制了外界环境对控制效果的影响,温度控制精度在±0.5℃以内,达到了校验各温度传感器所需的恒温要求。文中还提出将半导体制冷制热技术用于航空温度传感器校验的新设想。它结构简单,控制灵活。整个制冷制热环境由热电堆和导线组成,无任何机械运动部件,而且不用制冷剂,噪音低、无磨损、寿命长。本系统温度采集单元由两个部分组成,其中中低温系统通过铂电阻搭建桥式电路,经过仪运放大器被控制器采集;高温部分则采用美信公司MAX6675集成芯片直接采集K型热电偶上的温度信号。系统输出单元采用的是PWM控制方式,它驱动直流型（DC-SSR）和交流型（AC-SSR）固态继电器来控制电流大小,最终调节被控对象温度。人机交互部分则采用带触摸功能的24位真彩TFT屏幕,其控制模块可以直接与DSP的SCI口通信,方便了系统的开发。数据存储部分是通过USB总线接口芯片CH375控制U盘存储,它固化了底层通信协议,因此只需要编写相应的FAT文件层程序。实践证明,该飞机温度传感器校验仪操作简便、校验功能完善,在飞机温度传感器维护方面具有较高的实用价值和推广意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 飞机主要温度传感器功能介绍
• 1.3 课题主要研究的内容
• 第二章 飞机温度传感器校验仪设计方案
• 2.1 系统整体设计方案
• 2.2 半导体制冷制热器模型
• 2.3 TMS320F2818 DSP核心控制器简介
• 2.3.1 TMS320F2812 DSP资源和性能
• 2.3.2 TMS320F2812 DSP控制器结构和存储空间
• 2.3.3 TMS320F2812 DSP模数转换模块
• 2.4 MAX6675原理和功能介绍
• 2.4.1 MAX6675特性
• 2.4.2 MAX6675工作原理
• 2.5 USB总线接口芯片CH375
• 2.6 真彩TFT智能终端简介
• 第三章 系统硬件电路设计
• 3.1 DSP主控制器设计
• 3.1.1 TMS320F2812双供电电源设计
• 3.1.2 SRAM扩展
• 3.1.3 JTAG仿真接口
• 3.2 温度采集单元设计
• 3.2.1 中低温温度采集单元
• 3.2.2 高温温度采集单元
• 3.3 电流输出控制单元设计
• 3.4 USB数据存储单元设计
• 3.4.1 CH375内部结构
• 3.4.2 DSP与CH375通信
• 3.5 智能TFT触摸单元设计
• 第四章 系统软件设计及实现
• 4.1 模糊-PID控制算法
• 4.1.1 电瓶温度传感器校验流程
• 4.1.2 模糊-PID实现
• 4.2 校准子程序设计
• 4.2.1 AD校准子程序
• 4.2.2 K型热电偶曲线拟合
• 4.3 USB数据存储子程序设计
• 第五章 系统硬件和软件抗干扰设计
• 5.1 硬件抗干扰
• 5.2 软件抗干扰
• 第六章 系统调试和实验结果分析
• 6.1 中低温度系统调试
• 6.2 高温温度系统调试
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A TMS320F2812主控制器原理图
• 附录B 温度采集控制模块原理图
• 附录C 低温系统实物照片
• 附录D 高温系统实物照片
• 附录E 存储显示系统实物照片
• 附录F 校准结果
• 在校科研工作