基于多光谱法的爆炸火焰测温系统的研制

论文摘要

随着科学技术的发展,温度测量越来越受到重视,而且对测量准确度的要求也越来越高,在某些场合,温度测量问题成为关键问题。此外随着能源危机的出现,出于节能、环保的目的,在工业生产应用中,对温度的监测也越来越重要,尤其是在航天、材料、能源、冶金等领域中占有极重要地位。温度测量分为接触测温与非接触测温两大类,接触测温法测得的温度是物体的真实温度,但其动态特性差,由于要接触被测物体,故对被测物体的温度场分布有影响,而且受传感器材料耐温上限的限制,不能应用于超高温测量。非接触测温目前仍以辐射测温法为主,辐射测温在理论上不存在测温上限,具有测温范围广、响应速度快、不破坏被测对象温度场等特点。因此在实际应用中,辐射测温技术越来越受到重视并被广泛应用于高温快速测量中。本文就是利用多光谱法对导弹爆炸瞬间温度进行测量。论文详细阐述了该爆炸火焰测温系统的硬件和软件设计,硬件电路主要包括I/V转换电路,三级放大电路,采样保持电路,以及A/D转换电路和外扩存储电路。软件设计以TMS320F2812DSP为核心,由于该芯片具有低成本、低功耗、高速度,实时性好等优点,所以选择该芯片作为整个系统的核心。该系统可以测量的温度范围为800℃~3500℃,测温范围大,测量准确,性能可靠,并且由于作了相应的防爆处理使其具有一定的可更换性,因此在国防、航天、航空领域具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 课题来源和主要研究内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 主要研究内容
• 第2章 系统的总体方案及技术指标
• 2.1 系统设计要求
• 2.2 系统的总体方案
• 2.2.1 光路的总体方案
• 2.2.2 硬件电路设计的总体方案
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统的硬件设计
• 3.1 光路系统的设计
• 3.2 前置放大电路的设计
• 3.2.1 I/V转换电路
• 3.2.2 三级放大电路
• 3.3 采样保持和多通道电路设计
• 3.4 A/D转换电路设计
• 3.5 外扩存储电路设计
• 3.6 电平转换电路
• 3.7 数据的传输
• 3.8 本章小结
• 第4章 系统的软件设计
• 4.1 TMS320F2812 处理器的主要特点
• 4.2 ICETEK-F2812-A评估板的简介
• 4.2.1 ICETEK-F2812-A评估板技术指标
• 4.2.2 ICETEK-F2812-A评估板接口说明
• 4.3 DSP集成开发环境简介
• 4.4 软件总体流程框图
• 4.5 数据采集通道的软件设计
• 4.6 A/D转换的软件实现
• 4.6.1 独立工作方式下时序
• 4.6.2 全控工作方式下时序
• 4.7 铁电存储器的软件实现
• 4.8 本章小结
• 第5章 仪器的标定与实验数据
• 5.1 常用的标定方法
• 5.2 波长函数（PWF）的标定原理
• 5.3 不确定度分析
• 5.4 放大电路实验结果
• 5.5 采样保持电路的实验结果
• 5.6 A/D转换实验数据
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录一 光学系统外观图
• 附录二 数据采集系统硬件电路板
• 附录三 DSP外围设计电路板
• 致谢