基于MSP430的光纖光柵測溫終端設(shè)計(jì).pdf

1、電力系統(tǒng)中，溫度始終是眾多電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行的重要參數(shù)。傳統(tǒng)的溫度測量方法如熱電偶、熱敏電阻等技術(shù)雖然比較成熟，但是他們都無法克服與生俱來的抗電磁干擾差、絕緣性能差等缺陷，而具有本質(zhì)絕緣、抗電磁干擾、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)的光纖光柵傳感器近年來在電力系統(tǒng)中得到了廣泛運(yùn)用。
　　 在配電系統(tǒng)中，變壓器是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)和重要組成部分。研究表明，變壓器的故障主要是過熱性故障，其壽命與繞組溫度有很大關(guān)系。繞組的升溫會導(dǎo)致變壓器內(nèi)部局部過熱，

2、從而加速絕緣材料的分解和絕緣油的老化，降低變壓器的絕緣性能，進(jìn)而引發(fā)故障和事故，因此監(jiān)測變壓器繞組溫度實(shí)現(xiàn)故障的早期預(yù)警就很有實(shí)用價(jià)值。
　　 本課題從光纖光柵的測溫原理，以及變壓器測溫的相關(guān)應(yīng)用背景出發(fā)，分析了光纖光柵測溫的優(yōu)勢及前景，并在此基礎(chǔ)上介紹了整個(gè)變壓器溫度監(jiān)測系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)、工作原理。而后，文章著重介紹了系統(tǒng)中最重要的部分:光纖光柵測溫終端的研制情況。
　　 測溫終端是整個(gè)測溫系統(tǒng)的核心，控制芯片采用的是德州

3、儀器公司的MSP430F149，它具有低功耗、功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉、外圍模塊豐富等優(yōu)勢。圍繞控制芯片，設(shè)計(jì)了電源、時(shí)鐘、串口通訊、調(diào)試接口、按鍵、FLASH存儲等相關(guān)電路。顯示界面采用的是3.5寸的“TFT”液晶顯示模塊，顯示清晰、美觀、可靠。選取來自美國公司生產(chǎn)的光纖光柵解調(diào)模塊以及1*2的光開關(guān)等器件設(shè)計(jì)了光路部分，完成了光信號的采集及波長解調(diào)。此外，設(shè)計(jì)了RS485接口電路與控制室的上位機(jī)進(jìn)行通訊。在測溫終端的外殼設(shè)計(jì)上，采用鋁合金

4、材料、外形尺寸盡量做到結(jié)構(gòu)緊湊、散熱良好、易于安裝。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，主程序中運(yùn)用了定時(shí)器中斷及串口中斷，通過查詢方式監(jiān)視按鍵輸入情況，編寫了液晶顯示驅(qū)動、上位機(jī)通訊等子程序的代碼，實(shí)現(xiàn)了溫度點(diǎn)的實(shí)時(shí)測量、顯示、報(bào)警，以及與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?br>　　 在完成測溫終端設(shè)計(jì)裝配的基礎(chǔ)上搭建了實(shí)驗(yàn)平臺，標(biāo)定了一組傳感器，對測溫終端的性能、軟件功能進(jìn)行了測試，對其測溫精度進(jìn)行了校準(zhǔn)，并對實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行了簡要分析，為下一步完善