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数字温度传感器论文温度传感器论文

冬瓜
2011-12-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《数字温度传感器论文温度传感器论文pdf》,可适用于工程科技领域

广西轻工业GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY机械与电气年月第期(总第期)【作者简介】李秋梅()女广东梅州专任教师助理工程师。引言高速铁路以其安全性能好、速度快、经济效益好等优越性成为现代人们安全可靠的交通工具对其车速、轴温等进行状态监测和故障诊断是保证列车高速安全运行的重要手段。传统的监测仪表存在严重不足:结构尺寸大、系统结构复杂、灵敏度低、抗干扰能力差、制作成本高、稳定性和可靠性差。随着微电子技术的发展新型的数字温度传感器应运而生具有代表性的如美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DSB集成温度测量与AD转换于一体安装空间小、传输距离远、性价比低、分辨率高、精度高、可靠性和稳定性高。本文将以DSB型数字式温度传感器为例探讨其在高速机车轴承温度检测中的具体应用。DSB介绍性能特点美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DSB采用单总线专用技术与微机接口连接灵活测温精度高测温范围为℃~℃固有测温分辨率℃转换精度及转换时间可通过简单的编程来控制内含位激光修正的只读存储器ROM用户可通过编程设定温度的上、下限数值具有多种封装形式。内部电路DS的内部结构主要包括温度传感器、位激光ROM与单线接口、高速暂存器RAM、温度报警触发器TH和TL、存储与控制逻辑电路、位循环冗余校验发生器。()ROM:内部光刻了唯一的位ROM代码可以看作为该器件的地址序列号开始(最低)位是产品类型标号接着位是该器件的序列号最后位是循环冗余校验码。其作用是使每一个DSB都各不相同这样就可以实现一根总线上挂接多个DSB通过读取ROM代码就可以轻松确定传感器所在位置。()RAM:由个字节组成。第和字节存放当前温度的低字节和高字节第和第字节存放用户设定的温度报警上限值和下限值与实际温度测量后比较如果超值将该器件的告警标志位置位并对单片机发出的告警搜索命令作出响应,多个DSB进行多点测温时报警的器件就会被识别并读取第字节是配置寄存器暂存区用于编程设定传感器的分辨率低五位一直都是""最高位TM是测试模式位被设置为用户可通过R和R设置不同的分辨率设置如表所列第~字节为厂家保留字节第字节存放的是CRC校验码用来判断接收数据是否正确。表分辨率的设置表测温原理低温度系数振荡器产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器高温度系数振荡器产生的脉冲信号输入减法计数器确定一个计数门内部计数器在这个计数门内对一个低温度系数振荡器的脉冲进行计数来完成温度测量。每次测量前首先将℃所对应的基数分别置入减法计数器和温度寄存器中。减法计数器对低温度系数振荡器产生的脉冲信号进行减法计数当减法计数器的预置值减到时温度寄存器的值将加减法计数器的预置将重新被装入减法计数器重新开始对低温度系数振荡器产生的脉冲信号进行计数如此循环直到减法计数器计数到时停止温度寄存器值的累加此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性其输出用于修正减法计数器的预置值。二进制中的前面位是符号位如果测得的温度大于则这位为只要将测到的十六进制数转为十进制数乘于即可得到实际温度如果温度小于则这位为将测到的十六进制数需要取反加后转换为十进制数再乘于即可得到实际温度。例如:当工作在位分辨率下温度为℃时二进制数字输出为十六进制数字输出为DH。单片机ATC与DSB组成的多点轴承温度检测系统硬件设计高速机车轴温测量点可以根据需要进行增减采用单片机数字温度传感器在高速机车轴承温度检测中的应用李秋梅(湖南铁道职业技术学院轨道交通系湖南株洲)【摘要】介绍了单线数字式温度传感器DSB的性能特点、工作原理及使用方法给出了在高速机车中基于单片机ATC和DSB的多点轴承温度检测系统的硬件设计和软件设计两个方面的设计思路。【关键字】数字温度传感器DSB单片机ATC轴承温度检测高速机车【中图分类号】TP【文献标识码】A【文章编号】()--ATC控制的多点轴承温度检测系统如图所示其P接口接DSB单线总线采用寄生电源供电方式为保证在有效的时钟周期内能提供足够的电流采用MOSFET管来对DSB总线进行上拉除测温电路外还有键盘、LED显示、继电器等外围电路实时显示各测点的温度和进行超限报警处理。图单片机ATC控制的多点轴承温度检测系统图软件设计协议对DSB的操作需要严格的协议以确保数据的完整性协议分为三部分:初始化、ROM操作命令和RAM操作指令。ROM操作命令包含读ROM、符合ROM、搜索ROM、跳过ROM、告警搜索命令五类RAM操作指令包含温度变换、读暂存器、写暂存器、复制暂存器、重调EEPROM、读供电方式六类。操作时序协议信号类型包括:复位脉冲、存在脉冲、写、写、读、读。所有这些信号除存在脉冲外其余都是由单片机发出的。根据DSB的通讯协议单片机控制DSB完成一次操作经过初始化、符合ROM、读取RAM三个步骤。初始化表示已准备好发送和接收数据当系统采用多点测温时通过符合ROM指令可确定传感器所在位置读取RAM指令是进行温度读取。各种操作命令都是向DSB写和写组成的命令字节接收数据时也是从DSB读取或的过程。写数据时现将数据线P置为低电平并维持us以上然后根据写“”还是“”将P拉高或继续保持低电平读数据时单片机现将数据线P置为低电平然后释放DSB在数据线变为低电平us内将数据发送到数据总线上单片机延时us后进行读取。温度采集检测流程系统工作时首先通过键盘设定报警上、下限温度值单片机显示并存储此温度值。然后单片机进入温度采集检测流程。如图所示。进行各DSB温度的采集和转换:单片机首先发复位脉冲使所有DSB复位再发送跳过ROM指令和温度转换指令延迟s的时间使所有的DSB完成温度采集和转换。图单片机对温度采集检测流程图循环读取各DSB的温度数据并进行超限处理:首先向数据线P发复位脉冲使所有DSB复位发符合ROM指令再发送一个位ID序列号激活相应DSB发读暂存器命令单片机读取相应DSB数据并把它和已存的温度上、下限值比较如果超限就报警同时打开或关闭相应的继电器进行超温处理。接着按同样的方法处理其它的各片DSB直至所有的各路都处理完毕。结论如今DSB单线数字温度传感器在高速机车中已有广泛使用如青岛四方机车车辆股份有限公司生产的各型动车组。实践证明数字温度传感器抗干扰能力强、布线简单、测温准确、工作稳定可靠能满足高速机车中多点测温检测系统的要求为实现高速机车轴承温度状态监测与故障诊断提供及时、强有力的依据确保机车的安全高速运行。参考文献DSBDataSheetZDALLASSEMCONDUCTOR郭世明动车组检测与故障诊断技术M成都:西南交通大学出版社,李华系列单片机实用接口技术M北京:北京航空航天大学出版社,葛玉荣,吴东华数字温度传感器在动车组轴承温度检测中的应用J内燃机车,,()VccMOSFETNNPCPR

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