基于TMP275的电机温度监控系统研究
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电机的温度检测与控制在工业生产中有着至关重要的作用，目前国内缺乏针对电机转子温度进行实时在线监控的系统。而电机超时、超负荷的运转会导致电机温度急剧上升，轻则影响工业生产的安全性、稳定性，重则直接酝酿巨大的经济损失。由于电机内部的结构复杂，工作时转子高速运转，无法实现有线测量，所以大多数电机的温度监测系统还以非直接接触式的测量为主，但这些方法存在测量误差大、延时时间长等缺点。文中研究了一种基于TMP275的电机温度实时在线监测系统，以MSP430为核心处理器，通过红外无线发射模块，实现对电机设备温度实时在线监测，通过实验对比分析得出该系统测量精度高，误差小，响应速度快，运行可靠，可广泛应用于高精度仪器仪表控制系统中。 1 模块电路硬件设计 1.1 总体结构设计 本设计以MSP430作为控制器，MSP430是一款超低功耗的单片机，采用 3.3 V供电.特别适合应用与电池供电的长时间工作场合。通过TMP275对电机内部温度进行测量，送MSP430进行处理，并将处理结果送给固定在转子上的红外发射模块。固定在定子上的红外接收模块将接收到的数据送给上位机，实现实时在线监测，系统的总体结构框图如图1所示。 1.2 传感器采集电路的设计 本设计采用的TMP275数字式温度传感芯片，采用 3.3 V供电，同时集成I2C总线接口和16位AD转换电路。在-55～ 127℃的工作温度范围内，TMP275数字传感器仅产生 0.5 ℃的误差;同时相对模拟型温度传感器，TMP275输出的数字信号便于直接送给控制器进行处理，避免了模-数转换电路的繁琐与实时性差的缺点。采集电路的设计如图2所示，其中A2、A1、A0是它的地址引脚，工作时将它们同时接地。芯片将采集的温度转换为16位的二进制数：第1位是符号位，紧接着是整数部分7位，小数部分4位，最后4位全是0。具体温度格式如下： 温度：0XXX XXXX XXXX 0000; -温度：11XX XXXX XXXX 0000。 其中最高位代表符号位：0代表“ ”，1代表“-”。 1.3 检测装置的安装 红外收发装置由于工作的环境决定了它们都需要可靠的封装。封装时需要考虑到以下问题：防止电磁干扰对电路的影响，需要和足够的机械强度，方便安装固定，需要有一定的耐温性。 该装置的安装如图3所示;温度传感器埋设在励磁绕组内部或者其他容易过热的点;红外发射模块通过螺钉固定在电机的转轴上，并用绝缘层隔开;红外接收装置安装在机座端部的内壁，尽量对准红外发射装置，以保证良好的接收。 2 软件设计 软件部分主要包含：首先上电对控制器MSP430、TMP275传感芯片、LCD1602初始化，紧接着MSP430发送请求读取TMP275温度值的指令，如果MSP430未接收到来自TMP275发送的温度值，则MSP430再次发送请求读取温度指令，一直等待读取成功后将数值送给红外发送模块，等待红外发射模块成功将数值发射，红外接收模块等待数据的接收，确认数值接收成功后，最后将数据送给LCD1602显示模块和报警模块。以上就是本设计温度监控系统的整体软件流程方案。系统的整体流程图如图4所示。 |
