一種電器設備溫升試驗數據的采集系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于電氣設備領域，涉及電氣設備的檢測系統，具體涉及一種電器設 備溫升試驗數據的采集系統。
【背景技術】
[0002] 電器設備的溫升試驗是產品定型必須進行的試驗項目。在產品研發中，特別是針 對復雜和大電流電器設備，為獲得優化的發熱和散熱結構，往往要對不同設計方案進行大 量的研宄性溫升試驗，進行比對分析。目前，溫升試驗采集裝置多采用單片機為核心的系 統，主要輸出單元是一個微型打印機，只能隨機打印輸出，不能記錄溫升變化趨勢的全過 程，也不能有效管理各次試驗的歷史數據，供綜合分析研宄之用，特別是不能進行預測分 析，試驗時間必須達到5~6個熱時間常數以上時間才能測得穩定溫升，試驗過程浪費時間 和能源。 【實用新型內容】
[0003] 為了解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種電器設備溫升試驗數 據的采集系統。
[0004] 本實用新型所采用的技術方案為：一種電器設備溫升試驗數據的采集系統，包括 電源模塊、溫度傳感器、數據采集A/D轉換處理模塊、通信模塊及PC機；電源模塊分別與數 據采集A/D轉換處理模塊、通信模塊通過導線連接，溫度傳感器的輸出端直接與數據采集 A/D轉換處理模塊的輸入端相連接，數據采集A/D轉換處理模塊的輸出端通過導線與通信 模塊的輸入端相連接，通信模塊的輸出端通過數據線與PC機相接。
[0005] 所述溫度傳感器為T型熱電偶。
[0006] 所述數據采集A/D轉換處理模塊采用單元并接擴展式。
[0007] 所述通信模塊的通訊協議為輸入端RS485、輸出端RS232。
[0008] 本實用新型的有益效果為：本實用新型用于電器設備溫升數據的采集及分析，運 用熱電偶作為溫度傳感器進行采樣，采樣值通過A/D轉換變成數字信號后以通訊方式傳送 到PC機，能夠準確采集數據，通過PC機記錄和管理各次試驗數據，及PC機提供的分析工 具，在試驗中僅僅通過采集1~2個熱時間常數時間內的溫升測量值，就可以建立電器設備 載流發熱的計算模型和符合精度要求的數學模型，根據所試驗開始一段時間記錄的溫升變 化情況來預測設備溫度變化至穩定的溫升值，獲得符合精度要求的穩定溫升預測值，節約 試驗成本，有著很好的應用價值和經濟意義。
【附圖說明】
[0009] 圖1?是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010] 如圖1所示，一種電器設備溫升試驗數據的采集系統，包括電源模塊、溫度傳感 器、數據采集A/D轉換處理模塊、通信模塊及PC機；電源模塊向數據采集A/D轉換處理模 塊和通信模塊供電，所述的溫度傳感器的輸出端與數據采集A/D轉換處理模塊輸入端通過 導線連接，數據采集A/D轉換處理模塊的輸出端通過導線與通信模塊的輸入端相連接，通 信模塊的輸出端通過數據線與PC機相接；所述的通信模塊的通訊協議為輸入端RS485、輸 出端RS232。所述溫度傳感器為T型熱電偶。所述數據采集A/D轉換處理模塊采用單元并 接擴展式，可滿足多路測溫要求。
[0011] 本實用新型溫度傳感器優選T型熱電偶，T型熱電偶電極材料為銅（Cu)-_銅 鎳（(；45隊55)，溫度100度時電壓差為4. 277毫伏，測量量程I級為_40~350度，III級 為_200~40度，具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩定性和均勻性較好，能夠應用 在300度以下區域。使用時，T型熱電偶與被測點接觸，熱電偶的兩種電極材料在不同溫 度下會產生相應的電位差，T型熱電偶與被測點接觸產生相應的電位差，T型熱電偶測溫輸 出毫伏級電壓量至數據采集A/D轉換處理模塊作A/D轉換，數據采集A/D轉換處理模塊為 8路組成一個單元，通訊模塊可接入多個單元；數據采集A/D轉換處理模塊把采集到的模 擬信號轉換為數字信號，按照事先設定好的針對T型熱電偶輸出電壓與溫度對應關系換算 為溫度值，再傳往通訊口輸出至通訊模塊，通訊協議為RS-232,通過隔離型通訊轉換模塊將 RS-232轉為RS-485,信號通過通信模塊傳輸至PC機進行分析處理，根據在電器設備載流發 熱過程的1-2個熱時間常數內測得的溫升值，建立電器設備載流發熱數學模型，計算溫度 上升至穩定的溫升預測值，PC機后臺系統對采集數據進行記錄和管理，數據記錄和查看系 統以組態王軟件為平臺來開發的。這個系統包括了主界面，目錄界面，功能界面三大部分， 可以查看實時數據和試驗過程溫升曲線，查看歷史數據和試驗過程溫升曲線，對多點多次 試驗數據進行比對分析，按定置的格式生成試驗報告，及把任意一個測點或多測點的全過 程溫升數據導出為EXCEL格式文件。
[0012] 在溫升試驗過程中進行穩定溫升值的預測分析，是基于電氣設備在恒定載流和固 定散熱條件下，其溫度上升過程具有指數曲線特征來建立預測模型，其原理為：
[0013] 按照能量平衡關系，對于電器試品的發熱，有以下關系：
[0014] dQ=dQ± +dQ2 (1)
[0015] 邱一載流回路在rff時間內產生的損耗熱量；
[0016] *^一導體在*時間內升溫所需要的熱量；
[0017] 一導體在A時間內傳到周圍介質中的熱量；
[0018] 上式可變換為
【主權項】
1. 一種電器設備溫升試驗數據的采集系統，其特征在于：包括電源模塊、溫度傳感器、 數據采集A/D轉換處理模塊、通信模塊及PC機；電源模塊分別與數據采集A/D轉換處理模 塊、通信模塊通過導線連接，溫度傳感器的輸出端直接與數據采集A/D轉換處理模塊的輸 入端相連接，數據采集A/D轉換處理模塊的輸出端通過導線與通信模塊的輸入端相連接， 通信模塊的輸出端通過數據線與PC機相接。
2. 如權利要求1所述的一種電器設備溫升試驗數據的采集系統，其特征在于：所述溫 度傳感器為T型熱電偶。
3. 如權利要求1或2所述的一種電器設備溫升試驗數據的采集系統，其特征在于：所 述數據采集A/D轉換處理模塊采用單元并接擴展式。
4. 如權利要求1或2所述的一種電器設備溫升試驗數據的采集系統，其特征在于：所 述通信模塊的通訊協議為輸入端RS485、輸出端RS232。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電器設備溫升試驗數據的采集系統，包括電源模塊、溫度傳感器、數據采集A/D轉換處理模塊、通信模塊及PC機；電源模塊分別與數據采集A/D轉換處理模塊、通信模塊連接，溫度傳感器與數據采集A/D轉換處理模塊輸入端連接，數據采集A/D轉換處理模塊輸出端與通信模塊相連接，通信模塊輸出端通過數據線與PC機相接。溫度傳感器為熱電偶，運用熱電偶采樣能夠準確采集數據，采樣值通過A/D轉換后傳送到PC機，通過PC機記錄和管理各次試驗數據，僅僅通過采集1-2個熱時間常數時間內的溫升測量值，就能根據所建立的電器設備載流發熱的數學模型和精度要求，計算獲得精準的溫度上升至穩定的溫升預測值，節約試驗成本，有著很好的應用價值。
【IPC分類】G01R31-00, G01K7-42, G01K7-02
【公開號】CN204479197
【申請號】CN201520109216
【發明人】馬丹睿, 金立軍
【申請人】馬丹睿, 金立軍
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月15日