计算机 英文文献 文献翻译 基于ARM的系统的高精度温度测量的开发.docxVIP

英文文献翻译 基于ARM的系统的高精度温度测量的开发 摘要 - 高精度温度测量系统，采用ARM处理器LM3S1138，作为控制的核心是本文介绍。在温度测量电路，Pt100A传感器的A / D转换电路的电流驱动电路采用相同的参考电压，这使得A / D转换结果只依赖上的铂电阻与温度的变化“RT的变化值，并传感器恒定电流驱动电流和A / D转换参考电压的精度的稳定性不会受到影响，设计方法，有效地提高了系统硬件的采样精度。在测量误差的软件校正，最小二乘法，以适应“采样值 - 温度”曲线在不同温度段的测量数据，偏移信号的各种中间环节发生的偏差，从铂电阻Pt100A温度测量A / D转换。在温度测量过程中，ARM处理器的实时计算，得到最终的温度测量结果，根据A / D的采样值，并结合小组拟合的多项式。实际测量结果表明，系统的温度偏差小于0.05。 关键词：ARM，高精度的测量，温度检测电路，最小二乘法，曲线拟合。 一.导言 温度是在工业生产中非常重要的参数之一，温度检测和控制精度，生产状况和产品质量的影响。因此，在许多工业领域，他们有温度测量和控制精度高的要求。在合并后的碱法化学工业的生产技术，外冷却器酒类进口和出口之间的温差是需要在一个固定值，低于或高于固定值，将有显著的负面影响。显然，较高的温度测量精度可保证温差控制精度。鉴于这种情况，该系统采用ARM处理器作为控制核心，采用铂电阻温度元件，温度信号的检测。虽然PT100有很多优点，如高精度，高稳定性等，在温度测量系统作为检测元件PT100，其测量精度是需要进一步改善，有存在一些实际困难。首先，在硬件电路方面，除了能够检测和放大信号的细微变化，它也必须能够补偿精度误差造成的，如零调整电路电路偏置电路等和温度漂移电路元件的工作期间，在同一时间，它有一个很高的要求在稍后阶段为铂电阻信号调理电路。另一方面，在温度测量系统的设计，一定规格的高温部件，一般都采取作为一个对象，但在铂电阻温度测量元件的批量生产，产品规格相同的错误是在一定范围内控制（如A级铂电阻Pt100A电阻可容许偏差是±0.06在0℃），在同一规格的各种检测元件的差异被忽视，这使得成为不确定的允许偏差范围的温度测量系统的测试结果标称的检测元件，从而温度测量精度的提高是有限的。 在上述基础上，推出后的温度测量系统的电路结构，硬件的信号检测电路，可满足需要高精密测量，然后使用一个特定的铂电阻，测得的数据，结合曲线拟合分析方法，就可以得到DT温度测量的多项式（D是A / D采样值，T是温度）这是适用于每个温度段的。 D＆T作为参数拟合方法可以抵消各种中间环节，从铂电阻Pt100A温度测量的A / D转换的信号发生偏差，使系统的温度测量更准确。 二．系统硬件设计 系统硬件理论图表 温度测量系统采用LM3S1138作为控制核心。 LM3S1138是基于ARM的Cortex - M3内核的第一个处理器。该处理器具有32位数据处理能力，其内部集成的可编程系统定时器（SysTick的），系统时钟可以乘以频率高达200MHz，这是足以满足在线（实时）计算需要的温度误差软件补偿。同时，它包含了丰富的片上外设：8个通用I/ O端口（GPIO）PORTA的?PORTG，三个异步通信端口（UART0?UART2），2个I2C总线接口（I2C0，I2C1的），32 - 位定时器和A / D转换器等，带来极大的方便连接其它外部电路。 温度测量系统的硬件结构图如图1所示。信号放大单元，滤波电路，A / D转换和恒流源驱动电路，传感器的温度测量部分组成，采用液晶显示模块的嵌入式ST7920的信息显示控制器（基于LM3S1138模拟SPI的I / O端口软件与液晶显示模块的总线连接）;使用独立式键盘来设置系统参数;RS - 232转换电路与PC机通信，通过Modbus协议交换数据，从而可以实现PC的温度测量系统的监测。 图1.温度测量系统的硬件结构图。 温度测量电路和分析 温度测量电路主要由恒流源电路，信号放大，有源滤波和A / D转换电路，具体电路如图2所示。 双运算放大器构成恒流源电路，如图2所示，电流通过RREF，即VREF / RREF，Pt100A驱动器的电流是： I= VREF/ RREF （1） 图2.温度检测电路。 精密运算放大器OP77构成一个信号放大单元[2]，以消除铂热电阻的接线电阻R的影响，Pt100A采用三线连接。取R0的100.00（也就是说，0 Pt100A在阻力），放大电路是电压信号，这是对应的“实时”，R