利用PXI程控電阻進行柴油機溫度模擬?

對於擁有大量柴油引擎的遠洋船舶來說,需要很多的的溫度感測器來探測引擎的工作狀態是否正常,通常來說這個數字比較龐大。究其原因,主要是因為發動機缸體的體積巨大,因而就要求大量的感測器來保證引擎工作在正常的溫度範圍,並且可以快速準確的檢測出溫度異常的危險點,這就需要一套出色的ECU(Engine Control Unit發動機控制單元)來對感測器的資料進行分析和處理,最終輸出控制訊號,但是對於ECU的開發過程來說,我們很難有實際的發動機組來供我們實驗,更別說是讓發動機組達到工作溫度了。在這種情況下,感測器模擬提供了一種高性價比的方案,即在沒有發電機組時對控制器的測試。

工具/原料

Pickering公司的PXI程控電阻

ECU

方法/步驟

這款ECU(Engine Control Unit發動機控制單元) 支援40000千瓦的船舶柴油機。從馬力上說,40000千瓦相當於約55000馬力。需要同時模擬144個通道的PT100型溫度感測器。

這些感測器都是類似於熱電偶的熱敏電阻感測器,要求的測量溫度範圍為- 20 ºC+ 250 ºC,等效成電阻就是 92.160342Ω到194.074250Ω,同時也要求達到相當高的精度,即在-20 ºC時的偏差不超過0.11 ºC(等效電阻偏差不超過43mΩ),在250 ºC時偏差不超過0.65 ºC(等效電阻偏差控制在220mΩ內)。

在沒有用感測器模擬之前,客戶是通過手動的方法實現對控制器的測試,他們的方法是:使用288個精密電位器(包括粗調和精調),連同144個短路開關和另外144個類比電路故障的開放式開關一起連線到一個感測器上。所有的這些工作都需要手動調整。由此可見,我們需要一套裝置去完成大量的重複性的工作來我節約時間和精力,並且提高測試系統的精度和可靠性。

使用了一個3U的PXI程控電阻模組(型號40-262),支援六通道RTD模擬(一個槽)或18通道的RTD模擬(兩槽)。基於現有的設計原則,模組提供了一個2mΩ的解析度和在所有通道上設定了優於0.1%的電阻精度。每個模擬通道可以提供一個短路或開路的設定,以模擬故障的線路連線到感測器。此外,可通過連線模組校準埠的高效能數字萬用表來進各電阻通道的校準或驗證。簡單的電阻值使用要求使得程式設計變得很簡單,使用一個API(應用程式設計介面)將溫度要求轉換成電阻值要求,從而完成對實際的發動機感測器的模擬。

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