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    188宝金博页面版: 基于KL25的直流电压测量和温度控制系统设计

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    内容提示： 基于 KL25 的直流电压测量和温度控制系统设计*叶路遥， 郭永洪， 何金龙， 李 刚（中国计量大学 机电工程学院， 杭州 310018 ）摘 要： 介绍了一种基于 KL25 的直流电压测量和温度控制系统，并详细阐述了系统的原理和方法。 系统主要采用飞思卡尔 KL25Z128 芯片、 AD623 、 DS18B20 和半导体制冷片，在进行测试之后能实现 3 路 16 位 0~330 mV 的 AD 采集，测量误差小于 5.0% ，控制恒温的误差低于 0.50 ℃ ，控温范围在 0~30 ℃ 。关键词： KL25 ； 电压测量； 温度控制中图分类号： TP368.1 文献标志码： A文章编号： 1003 － 0794 （ 2016 ） 12 － 0169 － 02Design of DC Voltage Measurement a...

    文档格式：PDF | 页数：2 | 浏览次数：139 | 上传日期：2017-02-24 20:31:50 | 文档星级：
    基于 KL25 的直流电压测量和温度控制系统设计*叶路遥， 郭永洪， 何金龙， 李 刚（中国计量大学 机电工程学院， 杭州 310018 ）摘 要： 介绍了一种基于 KL25 的直流电压测量和温度控制系统，并详细阐述了系统的原理和方法。 系统主要采用飞思卡尔 KL25Z128 芯片、 AD623 、 DS18B20 和半导体制冷片，在进行测试之后能实现 3 路 16 位 0~330 mV 的 AD 采集，测量误差小于 5.0% ，控制恒温的误差低于 0.50 ℃ ，控温范围在 0~30 ℃ 。关键词： KL25 ； 电压测量； 温度控制中图分类号： TP368.1 文献标志码： A文章编号： 1003 － 0794 （ 2016 ） 12 － 0169 － 02Design of DC Voltage Measurement and Temperature Control SystemBased on KL25YE Lu-yao, GUO Yong-hong ， HE Jin-long ， LI Gang（ College of Mechanical and Electrical Engineering ， China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)Abstract: Introduces a DC voltage measurement and temperature control system based on KL25, andelaborates the principle and method of the system in detail. The system mainly used FreescaleKL25Z128 chips, AD623, DS18B20 and semiconductor chiling plate. After the tests, the system couldachieve 0~330 mV AD measurement by 3 channels with 16 bits, measuring errors below 5.0%, error ofstable temperature controlling less than 0.50 ℃, range of temperature 0~30 ℃.Key words: KL25; voltage measurement; temperature control0 引言在实际温度测量中，快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并对设定温度进行精确的控制是当前急需解决的问题。 在进行电路测量时，较弱的直流电压信号容易受到电路噪声的影响，提出能精确、可靠地测量较弱直流电压信号的解决方案迫在眉睫。为解决上述问题， 本文设计了一种基于 KL25的直流电压测量和温度控制系统， 使用 Kinets L 系列微控制器 (MCU) ，其具有新型 ARM Cortex-M0+ 处理器的卓越能效和易用性， 含有 12/16 位高速 AD转换器，具备良好可扩展性。 该系统能实现温度和直流电压的快速、可靠的采集，以及对温度进行精准的控制。1 系统总体设计系统由电源、单片机、放大电路、温度测量和温度控制等模块组成。 如图 1 所示。 电源模块为单片机模块、温度控制模块和温度测量模块提供稳定的直流电压，保证各模块正常地运行。输入电压在经过放大电路放大后，单片机对放大的电压进行 AD 采集，经过转换得到实际电压的数值。 温度测量模块将采集到的温度值通过数据通信传输到单片机模块，通过快速处理之后对温度控制模块进行工作模式的控制，从而实现控温的功能。 在整个过程中，单片机将采集到的温度和电压的值通过串口通信发送到上位机，对温度和电压的值进行实时监测。图 1 电压测量和温度控制系统2 系统硬件设计（ 1 ）电源模块 兆信 KXN-3050D 开关直流电源给单片机和温度测量模块提供 3.3 V 稳定直流电压， 输出可调 0~30 V 直流电压， 纹波及噪声小于0.5% ，同时具有恒流保护功能；（ 2 ）温度测量模块 温度测量模块采用 DS18B20温度传感器，电路如图 2 所示。 单总线器件，设置 12位分辨率，精度可达 0.062 5 ℃ ，检测温度范围为 -55~125 ℃ ，具有线路简单、抗干扰能力强、精度高的特点。利用 DS18B20 设计的温度测量装置运行稳定，测温效果好，且误差较。煌 2 温度测量电路图（ 3 ） 放大电路模块 放大电路模块使用的是AD623 芯片，采用单电源供电方式，放大电路如图 3所示，该电路连接方式能实现单向直流电压放大的功能，放大的倍数为 3.3/ （ 1+100 kΩ/R G ）。 AD623 组成的放大电路线性度、温度稳定度高，具有高精度直流性能，共模抑制比随输入的增大而增大，能够保持最小误差；图 3 放大电路图（ 4 ）温度控制模块 温度控制模块采用中国明讳电气公司的 12 V/50 A ， SE－600－12 型开关电源。该开关电源有 3 组输出，直流输出功率最高 600 W ，直流输出电压 12 V ，额定输出电流 50 A ，带负载能力极强，直流纹波很。梢源蟮缌魇涑，能满足半导体制冷片和散热风扇正常工作的需求。 温度控制模块电路如图 4 所示， 使用半导体制冷片 TEC2-19005 和散热风扇 YJ-9225 进行制冷或升温， 该制冷片工作电压为 12V 直流电压，工作电流为 6 A，单片机根据温度测量的结果输出相应的控制信号，通过继电器 JZC-23F 和 NPN 三极管组成的控制电路煤 矿 机 械Coal Mine MachineryVol.37No.12Dec. 2016第 37 卷第 12 期2016 年 12 月doi:10.13436/j.mkjx.201612062* 国家质检总局科技计划项目（ 2014qk242 ）温度测量 KL25 单片机 温度控制电源电压输入 放大电路 上位机V CCDQGND123R 1R 2D 13.3 V10 kΩ1 kΩ单总线通信DS18B20R G-R g-IN+IN-V s12348765+R g+V soutputREFC 1 C 20.1 μF 10 μF3 V 3电压输出端电压输入端R 1AD623+169

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