蒸发冷却测试台温度记录仪的设计

　　0　引言

　　蒸发冷却测试台上温度检测和记录,是为直接冷却/间接冷却性能比较、方案确定[1]提供最必需的数据。本温度记录仪采用温度记录信息钮安装在测试点,使用巡检棒与其短暂触碰就可完成温度的检测和记录。本设计无需连接电缆[2],安装方便、增加和变动测试点容易,经软件修正后,温度测量精度达±0·5℃,达到实验台要求。

　　1　系统组成

　　系统主要由温度记录信息钮DS1921G、巡检棒和上位PC机三部分组成,系统组成框图如图1所示。

　　图中:温度记录信息钮DS1921G:用于测量温度,并将测量结果保存在受保护的存储区;巡检棒:实验人员用于读取信息钮中记录结果的接触式识读器;上位机:完成巡检数据的记录、处理等。

　　2　技术指标

　　①实验台要求:

　　温度测量范围: 0~50℃;精度:±0.5℃;测试点:经间接冷却的入口出口处,经直接冷却入口出口处共20个点;

　　②本温度记录仪技术指标:

　　测量温度范围: -30~70℃;精度:±0.5℃;测试点:20个(可扩展)。

　　3　温度记录信息钮

　　3.1　DS1921G简介

　　本设计选用DALLAS公司的温度记录信息钮DS1921G,一个封装在扁圆型不锈钢外壳里的直径为17 mm的自供电产品。每个测试点安装一个DS1921G,其内置温度传感器,可记录温度并将数字式测量结果存入具有保护功能的存储器里。用户可以自行设定记录速率,以1~255 min的等时间间隔记录2 048个8位采样数据。工作范围是温度-40~+85℃,转换时间19~90 ms,测温代码从04H~F7H,相对-38.0~83.5℃。

　　DS1921G具有七个主要的数据部件: 64位光刻ROM,256位暂存器, 4 096位通用SRAM, 256位用于计时、控制和计数寄存器寄存器页, 96字节报警时间标记和连续时间记录存储器, 126字节的直方图存储器,还包括2 048字节的数据记录存储器。其中温度记录存储器地址1000H~17FFH,采样速率寄存器地址为020DH,实时时钟寄存器地址为0200H~0206H,控制寄存器地址为020EH,任务启动延时寄存器地址为0212H~0213H,状态寄存器地址为0214H。

　　3.2　主机对DS1921G的访问

　　DS1921G具有双向通信功能,数据传输使用独特的单总线协议。其内圈圆面为I/O数据线,外圈圆面为地线。任何时候短时间的触碰就可完成数据的传输。单协议由以下四种类型的信号组成:由复位脉冲和在线应答脉冲组成的复位序列、写0、写1和读数据。除了在线应答脉冲以外,其它信号都由主机初始化。所有的单总线命令序列都是由这些基本的信号类型组成的。DS1921G的ROM功能命令有7种,存储器功能命令有7种。

　　4　巡检棒设计

　　巡检棒的设计是本设计的核心。由于是便携式设备,巡检棒设计的重点是省电、小巧[3]。由PIC单片机、信息钮触头、I2C存储器、时钟芯片、单稳芯片、电平转换芯片、蜂鸣器等几部分组成,如图2所示。操作人员定时手持巡检棒用信息钮读取触头碰触各点的DS1921G,就可读取温度记录。巡检完成后使用RS2232连接计算机,将信息上传。