引言

　　航天醫用冷藏設備主要用于儲存血液、試劑、疫苗等醫學樣品，是在特殊條件下對醫學樣品進行存儲研究的冷藏設備。為了保證冷藏設備具備高的可靠性、穩定性，在開發過程中需要進行全面的實驗測試，這就共模電感器需要一種相匹配的監測儀器對影響其可靠性、穩定性的參數進行實時監測、分析，進而提高冷藏設備的性能，最終使其滿足在極特殊的條件下工作。

　　目前，醫用冷藏設備在國內外有廣泛的研究，而在航空航天領域的研發在國內外屬于領先技術，為保證達到嚴格的制冷保溫指標要求，在結構設計、板材選取等方面需特殊處理，才能保證冷藏設備在特殊條件下穩定可靠的運行。相匹配的監測系統主要針對工作電源和溫度這兩個重要的控制指標進行準確可靠的監測。

系統硬件設計

　　航天醫用冷藏設備監測系統硬件關鍵部分是信號檢測裝置，包括模擬量信號測量電路、電源系統和串口通訊。其中電源系統采用經典電路實現，本文不作詳細敘述。監測系統的硬件設計過程中采用冗余技術、單點雙線、光耦隔離等抗干擾技塑封電感器術，增加了系統數據采集的準確性和可靠性。監測系統原理框圖如圖1所示。

圖1 監測系統框圖

模擬量信號測量電路

　　以AT89C52單片機為核心，外置看門狗X5045和一片11.0592MHz晶振構成最小單片機系統，AT89C52是整個系統的控制核心，內帶8KB的Flash ROM，用戶程序存放于此。測溫單元采用Pt100鉑電阻傳感器（測溫范圍-50~+100℃），配套線性化輸出0~5V標準信號的溫度變送器，誤差為0.06℃，構成單線式溫度采集網絡。為了提高精度，選用12bit的串行A/D轉換器TLC2543，應用單片機I/O口的雙向傳輸數據的功能，將P1.0共模電感器~P1.3口與TLC2543的4根控制線CS、OUT、IN、SCK相連接，實現對TLC2543進行讀取和寫入操作。將溫度變送器輸出接入TLC2543的模擬輸入通道即可。由于AT89C52單片機沒有SPI接口，需要用軟件實現SPI的功能，對TLC2543操作的關鍵是理清接口時序圖和寄存器的使用方式。系統程序利用Xeltek公司的基于USB口的通用編輯器Superpro3000U下載到AT89C52芯片中，實現系統固件編程。溫度采集電路如圖2所示。

　　電源信號的測量包括采集電路和顯示模塊兩部分，裝置電路圖如圖2所示。檢測供電電源的電壓采用分壓電路實現，小電阻4.3KΩ兩端接上一個5.6V穩壓管以保護單片機系統；檢測工作電流應用運算放大器LM358將采樣電壓放大為標準信號，如圖3所示。然后將電壓、電流檢測電路輸出接入TLC2543的AIN0，AIN1接口，完成對電源信號的采集。顯示模塊由2個四位一體的共陰極數碼管和1片LED串行共陰極驅動器MAX7219構成。MAX7219的3根控制線DIN, LOAD, CLK與單片機AT89C52的P1.5~P1.7相連，數碼管的段選信號線a-dp分別和MAX7219對應的SegA~SegDP相連，其中一組數碼管LED1的4根位選信號線和MAX7219的位驅動線Dig0~Dig3相連接，另一組LED2的位選信號與Dig4~Dig7相連。LED1顯示系統供電電壓，LED2顯示工作電流。固件程序分為信號陶瓷電感采集和數據顯示兩部分，系統工作是在程序控制下，完成對模擬信號的采集和電源信號的顯示。

圖2 數據采集、顯示電路

圖3 電流采集電路

串口通訊

　　由于RS-232串行通信標準接口使用方便、接線少而且傳輸距離可達到15m，足以滿足監測系統的技術要求，因此選用RS-232的串口通信方式。ATMEL的89C52單片機通過普通I/O口與 PC機 RS-232串口實現通信的硬件接口電路，如圖4所示。由于工字電感器 PC系列微機串行口為RS-232標準接口，與輸入、輸出均為TTL電平的AT89C52單片機在接口規范上不一致，因此TTL電平到RS-232接口電平的轉換采用 MAX232標準 RS-232接口芯片，該芯片可以用單電壓(+5 v)實現RS-232接口邏輯“1”（-15～3V）和邏輯“0”(3～15 v)的電平轉換。AT89C52的P3.0為串行輸入端，P3.1為串行輸出端。

圖4 RS232串口通訊

系統軟件設計

　　監測系統軟件包括下位機程序和Delphi數據通訊軟件兩部分，實現測試數據的分析處理、回放顯示、打印輸出等功能，它可以接收命令和數據，向設備發送控制信號，返回設備的狀態參數，提供友好的人機界面。同時，利用軟件濾波方法提高數據采集的準確性。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠