CN206002222U - 一种低功耗爆炸场温度测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗爆炸场温度测试系统，包括调理电路、A/D转换模块、存储模块、多路电源供电管理模块、CPLD芯片、计算机、接口电路和温度传感器，CPLD芯片与A/D转换模块、存储模块、接口电路电连接，调理电路输入端与温度传感器连接，调理电路输出端与A/D转换模块电连接，计算机和接口电路电连接，多路电源供电管理模块与调理电路、A/D转换模块、存储模块、CPLD芯片连接。本实用新型采用集成度高、可靠性强、功耗较低的CPLD作为主控单元，运用耐高温高压、响应时间快的热电偶作为温度传感器，匹配先进的电源管理模块实现了测试系统的低功耗，能够应用于环境条件比较差的恶劣环境中，性能优异，可靠性好。

Description

一种低功耗爆炸场温度测试系统

技术领域

本实用新型涉及温度测量技术领域，尤其涉及一种低功耗爆炸场温度测试系统。

背景技术

随着科技的发展和现代化工业生产的需要，温度的测量和控制越来越受到人们的关注，对温度的准确采集及合理调控，将会对温度要求较高的工作环境起到至关重要的作用。尤其是在炸药爆破等恶劣环境条件下对爆炸场温度的分布规律的研究有助于为炸药和相关弹药的威力考核及分析提供依据。但现有技术还没有针对炸药爆破恶劣环境下温度监测的成熟技术方案。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低功耗爆炸场温度测试系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：包括调理电路、A/D转换模块、存储模块、多路电源供电管理模块、CPLD芯片、计算机、接口电路和温度传感器，所述CPLD芯片与A/D转换模块、存储模块、接口电路电连接，所述调理电路输入端与温度传感器连接，所述调理电路输出端与A/D转换模块电连接，所述计算机和接口电路电连接，所述多路电源供电管理模块与调理电路、A/D转换模块、存储模块、CPLD芯片连接。

上述的一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：所述CPLD芯片型号为XCR3128。

上述的一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：所述温度传感器为热电偶。

上述的一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：所述多路电源供电管理模块选用双通道电源开关芯片MAX894作为电源管理芯片。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的温度测试系统，采用集成度高、可靠性强、功耗较低的CPLD作为主控单元，运用耐高温高压、响应时间快的热电偶作为温度传感器，匹配先进的电源管理模块实现了测试系统的低功耗，能够应用于环境条件比较差的恶劣环境中，在可靠可信、微功耗的基础上能得到较好的实验数据。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构框图。

图2是本实用新型的电源管理芯片原理图。

图3是本实用新型的电源管理模块在CPLD内部的控制部分原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：包括调理电路1、A/D转换模块2、存储模块3、多路电源供电管理模块4、CPLD芯片5、计算机6、接口电路7和温度传感器8，所述CPLD芯片5与A/D转换模块2、存储模块3、接口电路7电连接，所述调理电路1输入端与温度传感器8连接，所述调理电路1输出端与A/D转换模块2电连接，所述计算机6和接口电路7电连接，所述多路电源供电管理模块4与调理电路1、A/D转换模块2、存储模块3、CPLD芯片5连接。

本实施例中，所述CPLD芯片5型号为XCR3128。XCR3128有100个引脚，其中有76个I／O引脚，4个信号接口，4个全局时钟，7个VCC，8个GND，1个PORT_EN；共包含128个宏单元，VCC为3．6 V，电流限制为200mA。XCR3128封装小，功耗低，充分满足了实际需要。

本实施例中，所述温度传感器8为热电偶。在爆炸场等高温、高压、高冲击的恶劣环境下采集瞬时温度的动态变化对温度传感器要求很高，因此选用了美国NANMAC公司的E12钨铼侵蚀热电偶。该热电偶瞬态温度响应时间仅为几百微妙，温度范围高达2 315℃，耐压程度高达69 MPa，完全能够满足爆炸场温度测试的需要。

由于温度测试系统经常需要在恶劣的环境中工作，所需的能量都是靠一次性的高温电池来供给，电量有限。而温度测试系统往往要求测试过程很长，为了减小在测量过程中由于电量不足而使电路不能正常工作的可能性，就必须考虑测试系统低功耗的要求。因此设计了先进的电源管理模块，即电路在需要工作时给其供电，在不需要工作时断电，减小电路无效操作时功耗的比例。

为了减少不必要的损耗，采用了多路电源供电管理模式，分别为：VCC、VDD、VEE。VCC和CPLD相连接，存储模块部分、AD转换部分由VDD供电，运算放大器、晶振由VEE控制。

本系统中选用双通道电源开关芯片MAX894作为电源管理芯片，其供电范围为2．7～5．5 V，关断时消耗电流仅为0．1μA，两通道全部打开是消耗电流约为17 μA。在本次设计中MAX894芯片输入电源VCC=3．6 V，通过ONA／控制产生VDD=3．6 V，通过ONB／控制产生VEE=3．6V。ONA／ONB／低电平有效，由CPLD内部控制，如图2所示。

电源管理模块在CPLD内部的控制部分如图3所示，ONON和OFF是电路模块的开关，TC／是CPLD外接晶振的使能端，高电平有效。当电路上电后，ONON变为高电平，ONA变为高电平，ONAN变为低电平，电源管理模块的VDD输出有效，AD转换部分和存储模块部分开始工作。由于晶振此时处于工作状态，所以TC为低电平，ONBN也是低电平，电源管理部分的VEE输出有效。当存储器的存储空间存满后，晶振停止工作，TC变为高电平，ONBN也变为高电平，所以VEE输出无效，运算放大器部分关闭。此时电路处于微功耗状态，存储器处于待读数状态。当存储器中的数据被读出后，电路可以关闭。此时除了CPLD，所有器件均被关闭。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：包括调理电路（1）、A/D转换模块（2）、存储模块（3）、多路电源供电管理模块（4）、CPLD芯片（5）、计算机（6）、接口电路（7）和温度传感器（8），所述CPLD芯片（5）与A/D转换模块（2）、存储模块（3）、接口电路（7）电连接，所述调理电路（1）输入端与温度传感器（8）连接，所述调理电路（1）输出端与A/D转换模块（2）电连接，所述计算机（6）和接口电路（7）电连接，所述多路电源供电管理模块（4）与调理电路（1）、A/D转换模块（2）、存储模块（3）、CPLD芯片（5）连接。

2.如权利要求1所述的一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：所述CPLD芯片（5）型号为XCR3128。

3.如权利要求1所述的一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：所述温度传感器（8）为热电偶。

4.如权利要求1所述的一种低功耗爆炸场温度测试系统，其特征在于：所述多路电源供电管理模块（4）选用双通道电源开关芯片MAX894作为电源管理芯片。