基于LXI总线的热电偶采集系统设计与应用验证

• 作者: 金天贺 韩丙同 张小廷 邹璞 耿青凯 胡志臣 刘军
• 来源期刊: 计算机测量与控制
• 关键词: 热电偶 LXI总线 模数转换 冷端温度补偿 发动机测试
• 年，卷（期）: 2024,（10）
• 所属期刊栏目: 设计与应用
• 页码范围: 241-248
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2023.10.038

摘要

针对复杂装备测试时多通道热电偶传感器的高精度高稳定性温度测试需求，设计了一种基于LXI总线的热电偶采集系统，单台设备具有48个测量通道，通过LXI总线可以实现多设备间同步测量，大幅提高了测量效率与测量精度；该系统采用高精度24位模数信号采集与调理技术，电压采集分辨率最小可达到0.032μV、温度采集分辨率达到0.04℃,电压测量精度达到0.05%;设计了一种高精度快速冷端温度补偿模块，可以有效补偿环境温度变化所带来的测量误差，T型热电偶温度测量精度达到0.25℃;集成了多种热电偶传感器电压-温度信号转换与补偿算法，支持J、K、T、E、S、R、B、N型8种热电偶；为有效解决数百通道温度采集面临的多设备同步采集问题，采用了LXI总线架构，多设备间均通过LAN进行数据通讯；为进一步验证所设计系统的性能，通过某计量实验室进行了温度准确度与电压准确度测试，R型热电偶温度测量误差在0.45℃内、S型热电偶温度测量误差在0.6℃内；最后，在某发动机综合测试试验台上进行了K型热电偶实测验证，并通过与NI公司的PXIe-4353模块进行对比测试，验证了所设计的热电偶采集系统具备较高的测量精度，K型热电偶准确度达到了0.5℃。