一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電氣設(shè)備領(lǐng)域，涉及電氣設(shè)備的檢測系統(tǒng)，具體涉及一種電器設(shè) 備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電器設(shè)備的溫升試驗(yàn)是產(chǎn)品定型必須進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目。在產(chǎn)品研發(fā)中，特別是針 對復(fù)雜和大電流電器設(shè)備，為獲得優(yōu)化的發(fā)熱和散熱結(jié)構(gòu)，往往要對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行大 量的研宄性溫升試驗(yàn)，進(jìn)行比對分析。目前，溫升試驗(yàn)采集裝置多采用單片機(jī)為核心的系 統(tǒng)，主要輸出單元是一個(gè)微型打印機(jī)，只能隨機(jī)打印輸出，不能記錄溫升變化趨勢的全過 程，也不能有效管理各次試驗(yàn)的歷史數(shù)據(jù)，供綜合分析研宄之用，特別是不能進(jìn)行預(yù)測分 析，試驗(yàn)時(shí)間必須達(dá)到5~6個(gè)熱時(shí)間常數(shù)以上時(shí)間才能測得穩(wěn)定溫升，試驗(yàn)過程浪費(fèi)時(shí)間 和能源。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù) 據(jù)的采集系統(tǒng)。
[0004] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，包括 電源模塊、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊、通信模塊及PC機(jī)；電源模塊分別與數(shù) 據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊、通信模塊通過導(dǎo)線連接，溫度傳感器的輸出端直接與數(shù)據(jù)采集 A/D轉(zhuǎn)換處理模塊的輸入端相連接，數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊的輸出端通過導(dǎo)線與通信 模塊的輸入端相連接，通信模塊的輸出端通過數(shù)據(jù)線與PC機(jī)相接。
[0005] 所述溫度傳感器為T型熱電偶。
[0006] 所述數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊采用單元并接擴(kuò)展式。
[0007] 所述通信模塊的通訊協(xié)議為輸入端RS485、輸出端RS232。
[0008] 本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型用于電器設(shè)備溫升數(shù)據(jù)的采集及分析，運(yùn) 用熱電偶作為溫度傳感器進(jìn)行采樣，采樣值通過A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號后以通訊方式傳送 到PC機(jī)，能夠準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)，通過PC機(jī)記錄和管理各次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，及PC機(jī)提供的分析工 具，在試驗(yàn)中僅僅通過采集1~2個(gè)熱時(shí)間常數(shù)時(shí)間內(nèi)的溫升測量值，就可以建立電器設(shè)備 載流發(fā)熱的計(jì)算模型和符合精度要求的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所試驗(yàn)開始一段時(shí)間記錄的溫升變 化情況來預(yù)測設(shè)備溫度變化至穩(wěn)定的溫升值，獲得符合精度要求的穩(wěn)定溫升預(yù)測值，節(jié)約 試驗(yàn)成本，有著很好的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義。
【附圖說明】
[0009] 圖1?是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 如圖1所示，一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，包括電源模塊、溫度傳感 器、數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊、通信模塊及PC機(jī)；電源模塊向數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模 塊和通信模塊供電，所述的溫度傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊輸入端通過 導(dǎo)線連接，數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊的輸出端通過導(dǎo)線與通信模塊的輸入端相連接，通 信模塊的輸出端通過數(shù)據(jù)線與PC機(jī)相接；所述的通信模塊的通訊協(xié)議為輸入端RS485、輸 出端RS232。所述溫度傳感器為T型熱電偶。所述數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊采用單元并 接擴(kuò)展式，可滿足多路測溫要求。
[0011] 本實(shí)用新型溫度傳感器優(yōu)選T型熱電偶，T型熱電偶電極材料為銅（Cu)-_銅 鎳（(；45隊(duì)55)，溫度100度時(shí)電壓差為4. 277毫伏，測量量程I級為_40~350度，III級 為_200~40度，具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，能夠應(yīng)用 在300度以下區(qū)域。使用時(shí)，T型熱電偶與被測點(diǎn)接觸，熱電偶的兩種電極材料在不同溫 度下會產(chǎn)生相應(yīng)的電位差，T型熱電偶與被測點(diǎn)接觸產(chǎn)生相應(yīng)的電位差，T型熱電偶測溫輸 出毫伏級電壓量至數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊作A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊為 8路組成一個(gè)單元，通訊模塊可接入多個(gè)單元；數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊把采集到的模 擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，按照事先設(shè)定好的針對T型熱電偶輸出電壓與溫度對應(yīng)關(guān)系換算 為溫度值，再傳往通訊口輸出至通訊模塊，通訊協(xié)議為RS-232,通過隔離型通訊轉(zhuǎn)換模塊將 RS-232轉(zhuǎn)為RS-485,信號通過通信模塊傳輸至PC機(jī)進(jìn)行分析處理，根據(jù)在電器設(shè)備載流發(fā) 熱過程的1-2個(gè)熱時(shí)間常數(shù)內(nèi)測得的溫升值，建立電器設(shè)備載流發(fā)熱數(shù)學(xué)模型，計(jì)算溫度 上升至穩(wěn)定的溫升預(yù)測值，PC機(jī)后臺系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和管理，數(shù)據(jù)記錄和查看系 統(tǒng)以組態(tài)王軟件為平臺來開發(fā)的。這個(gè)系統(tǒng)包括了主界面，目錄界面，功能界面三大部分， 可以查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)過程溫升曲線，查看歷史數(shù)據(jù)和試驗(yàn)過程溫升曲線，對多點(diǎn)多次 試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，按定置的格式生成試驗(yàn)報(bào)告，及把任意一個(gè)測點(diǎn)或多測點(diǎn)的全過 程溫升數(shù)據(jù)導(dǎo)出為EXCEL格式文件。
[0012] 在溫升試驗(yàn)過程中進(jìn)行穩(wěn)定溫升值的預(yù)測分析，是基于電氣設(shè)備在恒定載流和固 定散熱條件下，其溫度上升過程具有指數(shù)曲線特征來建立預(yù)測模型，其原理為：
[0013] 按照能量平衡關(guān)系，對于電器試品的發(fā)熱，有以下關(guān)系：
[0014] dQ=dQ± +dQ2 (1)
[0015] 邱一載流回路在rff時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的損耗熱量；
[0016] *^一導(dǎo)體在*時(shí)間內(nèi)升溫所需要的熱量；
[0017] 一導(dǎo)體在A時(shí)間內(nèi)傳到周圍介質(zhì)中的熱量；
[0018] 上式可變換為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，其特征在于：包括電源模塊、溫度傳感器、 數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊、通信模塊及PC機(jī)；電源模塊分別與數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模 塊、通信模塊通過導(dǎo)線連接，溫度傳感器的輸出端直接與數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊的輸 入端相連接，數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊的輸出端通過導(dǎo)線與通信模塊的輸入端相連接， 通信模塊的輸出端通過數(shù)據(jù)線與PC機(jī)相接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，其特征在于：所述溫 度傳感器為T型熱電偶。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，其特征在于：所 述數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊采用單元并接擴(kuò)展式。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，其特征在于：所 述通信模塊的通訊協(xié)議為輸入端RS485、輸出端RS232。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電器設(shè)備溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，包括電源模塊、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊、通信模塊及PC機(jī)；電源模塊分別與數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊、通信模塊連接，溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊輸入端連接，數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換處理模塊輸出端與通信模塊相連接，通信模塊輸出端通過數(shù)據(jù)線與PC機(jī)相接。溫度傳感器為熱電偶，運(yùn)用熱電偶采樣能夠準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)，采樣值通過A/D轉(zhuǎn)換后傳送到PC機(jī)，通過PC機(jī)記錄和管理各次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，僅僅通過采集1-2個(gè)熱時(shí)間常數(shù)時(shí)間內(nèi)的溫升測量值，就能根據(jù)所建立的電器設(shè)備載流發(fā)熱的數(shù)學(xué)模型和精度要求，計(jì)算獲得精準(zhǔn)的溫度上升至穩(wěn)定的溫升預(yù)測值，節(jié)約試驗(yàn)成本，有著很好的應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】G01R31-00, G01K7-42, G01K7-02
【公開號】CN204479197
【申請?zhí)枴緾N201520109216
【發(fā)明人】馬丹睿, 金立軍
【申請人】馬丹睿, 金立軍
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月15日