[发明专利]一种基于FPGA的温度传感器动态测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及温度传感器的动态参数测试领域，具体涉及一种基于FPGA的温度传感器动态测试方法。

背景技术

温度传感器在人类的工业生产和日常生活中，应用的越来越普遍，所扮演的角色也越来越不可或缺，比如工业炼钢炉中的温度的监控，这就需要使用温度传感器来检测了。如果不能准确地，迅速地检测钢炉的温度，可能会产生巨大的经济利益损失，严重地可能危及工人的生命。但是由于许多传感器由于其热容量与热阻的存在，当其所处的环境温度发生突变时，传感器的输出并不会产生阶跃性的变化，而是近似地发生指数式的变化，这就是温度传感器的动态特性。现在修正温度传感器的动态特性主要有如下这几种方法：神经网络修正法，模拟修正法，数字修正法。但是想要使用以上方法，则必须首先知道其传感器的时间常数。但是现在的测试温度传感器的动态特性的方法存在着实时性的不足，准确性差的缺点，而且每次检测的传感器只能是1件，或者多件同一类的传感器，这样效率就变得极低。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供一种基于FPGA的温度传感器动态测试方法。该发明在很大程度上改善了低效率和低实时性的问题，能同时检测多个不同种类的温度传感器的动态特性，按照写好的检测程序和软件提示操作，实现同时检测多路温度传感器，可以针对所连接的温度传感器的不同类型分别设置采样频率，对操作人员的技术能力要求低，且可以准确地记录各个传感器的温度数据，通过计算机软件集成的识别算法直接计算出相应传感器的动态参数，用于修正其动态误差。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于FPGA的温度传感器动态测试方法，该方法的系统主要包括FPGA采集控制模块、多路采样信号模块、计算机、恒温油槽（箱）、油槽（箱）控制器。首先油槽（箱）控制器与计算机通过RS232相连，计算机通过发送命令给油槽（箱）控制器来控制油槽（箱）的温度，用以创造测试温度传感器动态特性的环境。

进一步地，所述所用的采集控制模块使用labview的FPGA编译模式，使其具有高可靠性与高实时性，减小因采集信号的不确定性而产生的误差。且在FPGA程序中使用“流水线”法处理数据，这样就将模块下溢的风险减小到最小。

进一步地，所述计算机与控制器通过以太网相连接，使用网络流的方式进行发送命令与数据，计算机通过网络流发送端发送命令，控制器接收命令以后，自动进行相应的操作，然后通过网络流发送端把采集到的温度数据发送给计算机，计算机通过网络流接收端接收。

进一步地，使用在计算机上集成的识别算法根据从采集控制器上接收到的多路温度数据，直接计算出相应的温度传感器的动态参数。

本发明的有益效果在于：多路不同种类的温度传感器的动态参数可以同时测试，大大提高了工作效率；基于网络流的方法把多路温度数据传输到电脑上，对操作人员的技术能力要求低；使用计算机上已经编写的labview程序来控制所有的步骤，降低了人为误差的引入。

附图说明

图1为本发明的全局整体系统架构图。

图2为本发明的各模块连接图。

图3为本发明的运行流程图。

图4为本发明的温度采集模块与油槽（箱）的连接图。

图5为本发明在一次阶跃响应的实验中采集3路温度数据。1为热电偶的阶跃响应，2为热敏电阻，3为铂电阻。

图中，采集控制模块1、多路采集信号模块2、计算机3、恒温油槽（箱）4、油槽（箱）控制模块5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行更加详细的说明。

图1说明本发明整体系统架构，一种基于FPGA的温度传感器动态测试方法，包括: FPGA采集控制模块1、多路数据采集模块2、计算机3、恒温油槽（箱）4、油槽（箱）控制模块5；

恒温油槽（箱）可以根据用户现有的情况使用，比如使用CJTH-300A，创造相对精准的可变温度的环境，用于测试温度传感器的动态特性；

所述的多路温度传感器可以根据用户测试的需要自行决定，连接方式为，一端连接到多路数据采集模块2上，探头的敏感部分则直接浸入到油槽（箱）中；

所述的计算机可以是一台安装了labview的个人电脑，使用自行编写的labview程序即可控制采集控制模块1和油槽（箱）控制器5；