一種無人飛行器溫度巡檢裝置設(shè)計

4.軟件設(shè)計

溫度巡檢裝置的軟件以VHDL語言為基礎(chǔ)，采樣模塊化的設(shè)計思路編程，分為液晶顯示模塊、AD采樣模塊、鍵盤輸入模塊、報警模塊和PWM控制模塊模塊。圖4給出了各模塊之間的關(guān)系圖。

系統(tǒng)首先通過AD采樣模塊對溫度進(jìn)行采樣，將采樣的數(shù)據(jù)送入溫度檢測模塊進(jìn)行處理。溫度檢測模塊的任務(wù)是計算將采樣來的溫度值與系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值之間的差值，利用差值的大小來控制PWM模塊輸出脈沖寬度不同的脈沖波，通過脈沖波開控制繼電器的通斷，從而達(dá)到溫度的恒定控制。

5.實(shí)測結(jié)果

5.1 系統(tǒng)的定標(biāo)

首先用高精度電阻箱代替鉑電阻傳感器Pt100對測量系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)。根據(jù)式1所示的鉑電阻傳感器Pt100電阻和輸出電壓之間的關(guān)系，通過改變電阻箱的取值來設(shè)定相對應(yīng)的測試溫度點(diǎn)標(biāo)稱值，經(jīng)過測量系統(tǒng)、A/D采樣的計算，得到測量溫度顯示值。根據(jù)初測數(shù)據(jù)對測量電路、補(bǔ)償電壓進(jìn)行校準(zhǔn)后，完成對系統(tǒng)的定標(biāo)工作。

5.2 系統(tǒng)實(shí)測

將鉑電阻傳感器Pt100接入測量系統(tǒng)，并置入高精度恒溫箱中(溫控精度0.01℃)進(jìn)行整個溫度測量系統(tǒng)定標(biāo)測量。測量時要注意恒溫箱的密封，以提高環(huán)境溫度穩(wěn)定性;恒溫箱溫度穩(wěn)定后，每隔1min對同一溫度點(diǎn)進(jìn)行20次測量。由表1中數(shù)據(jù)可見，測量系統(tǒng)的最大誤差為0.009℃，說明Pt100鉑電阻傳感器的定標(biāo)誤差較小，精度也較高，能滿足高精度溫度測量系統(tǒng)的測量要求，但溫度高端誤差較大，可能與恒溫箱溫度控制精度有關(guān)，有待于進(jìn)一步定標(biāo)。

6.結(jié)論

本文提出了基于FPGA的無人飛行器溫度巡檢裝置的設(shè)計方案，該方案中所設(shè)計的無人飛行器溫度巡檢裝置利用FPGA快速性、可并行性、延時固定性等特點(diǎn)，能夠快速，準(zhǔn)確的檢測無人機(jī)的各部件溫度。通過實(shí)驗驗證，系統(tǒng)的最大誤差不超過0.01度，完全滿足無人飛行器對溫度采集的要求。