[發明專利]一種熱電偶排溫傳感器自動標定系統及方法

在審

• 申請號: 202211246684.4
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115479701A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 王維志;朱仲文;周洋;賴亮余;李學升;倪立
• 申請（專利權）人: 首凱汽車零部件（江蘇）有限公司
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 郭楠

1.一種熱電偶排溫傳感器自動標定系統，其特征在于：包括單片機下位機軟件、上位機監控軟件、熱電偶排溫傳感器、DAC控制器、通信模塊、計算機和電源模塊；

所述單片機下位機軟件負責對電壓采集、故障反饋及采集結果上傳；

所述上位機監控軟件負責對單片機下位機及DAC控制器進行狀態監控及控制；所述DAC控制器的輸出端與熱電偶排溫傳感器冷熱端導線連接。

2.根據權利要求1所述的熱電偶排溫傳感器自動標定系統，其特征在于：所述熱電偶排溫傳感器單片機包括主控芯片、ADC模塊、CAN收發器和電源芯片。

3.一種熱電偶排溫傳感器自動標定方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)上位機初始化：

(1.1)上位機向熱電偶排溫傳感器和DAC控制器發送握手報文，并隨幀發送隨機數明文，等待熱電偶排溫傳感器和DAC控制器的回復；

(1.2)當熱電偶排溫傳感器和DAC控制器都回復后停止發送握手報文；如果收到報文中故障位中包含故障標志，則通過人機界面顯示具體故障；若無故障，則進行下一步；

(1.3)通過比較接收到的握手報文中和上位機本地留存的密文，判斷熱電偶排溫傳感器和DAC控制器是否被篡改，若有篡改則通過上位機報警，若無篡改，則進行下一步；

(1.4)發送上位機就緒標志報文，等待熱電偶排溫傳感器標定請求；

(2)熱電偶排溫傳感器初始化

(2.1)讀取熱電偶排溫傳感器單片機上閃存的最后一個字節的內容，如果與預設值0xAA相同，則跳過標定過程，向上位機反饋標定已完成，跳轉至正常工作流程；若最后一個字節內容與預設值0xAA不同，則進行下一步；

(2.2)對熱電偶排溫傳感器使用的標定數據區域進行寫讀操作，反復判斷閃存區域是否損壞；若損壞則在握手階段向上位機發送故障指令；

(2.3)對熱電偶排溫傳感器進行數據采集，若出現短路或斷路，在握手階段向上位機發送故障指令；若無故障，執行下一步驟；

(2.4)對熱電偶排溫傳感器上的兩個熱敏電阻進行電壓量ADC采集，轉換完成后查表得到溫度，并假定測試環境在設定值；若出現兩個熱敏電阻溫度偏差過大，或溫度超出設定值過多則在握手階段向上位機發送故障指令；若無故障，執行下一步驟；

(2.5)等待上位機下發握手報文，收到后向上位機發送握手報文，并使用給定的加密算法依照隨機數計算密文附加到握手報文內；等待上位機發送就緒標志報文。

(3)DAC控制器初始化：

(3.1)DAC控制器輸出設定的電壓值；

(3.2)DAC控制器采集相應的電壓值，若采集電壓值與實際輸出的電壓值誤值在0.1mV以上，則認為DAC控制器輸出存在故障，并在握手階段向上位機發送DAC模擬輸出故障；若無故障執行下一步驟；

(3.3)等待上位機下發握手報文，收到后向上位機發送握手報文，并使用給定的加密算法依照隨機數計算密文附加到握手報文內；等待上位機發送就緒標志報文；

(4)上位機發送就緒標志報文后開始標定：

(4.1)熱電偶排溫傳感器收到上位機就緒報文后屏蔽正常工作報文，向上位機發送標定請求，發送報文，收到上位機確認信息回復后停止發送；

(4.2)上位機等待傳感器標定請求指令，收到熱電偶排溫傳感器的標定請求后發送確認回復至熱電偶排溫傳感器；

(4.3)上位機通過總線向DAC控制器循環發送輸出模擬量電壓V₁，收到DAC控制器確認信息回復后停止發送；

(4.4)DAC控制器收到上位機就緒報文后，等待來自上位機的電壓輸出指令，當收到上位機的電壓輸出指令后回復確認信息；

(4.5)DAC控制器按照上位機發送的模擬量電壓V₁指令，將各DAC控制器輸出通道設置為V1；向上位機發送輸出完成指令，收到上位機的確認信息回復后停止發送；

(4.6)上位機等待DAC控制器輸出完成指令，在收到DAC控制器的輸出完成指令后回復確認信息；

(4.7)上位機向熱電偶排溫傳感器發送電壓采集指令，收到熱電偶排溫傳感器的確認信息回復后停止發送；

(4.8)熱電偶排溫傳感器等待上位機的電壓采集指令，收到上位機的電壓采集指令后回復確認信息；

(4.9)熱電偶排溫傳感器對四路熱電偶模擬電壓進行采集并記錄存儲為A1；

(4.10)熱電偶排溫傳感器將步驟(4.9)得到的電壓數據上傳至上位機，發送報文，收到上位機的確認信息回復后停止發送；

(4.11)上位機等待熱電偶排溫傳感器上傳采集的電壓數據，在收到熱電偶排溫傳感器上傳的數據后回復確認信息；

(4.12)上位機存儲熱電偶排溫傳感器上傳的數據，并記為U1；

(4.13)重復步驟(4.3)至步驟(4.12)，依次按照上位機的模擬量電壓V2，V3...Vn得到A1,A2...An及U2，U3...Un；

(4.14)上位機根據熱電偶排溫傳感器得到的實際數據U1-Un，計算Un與Vn的差值即偏移量，通過偏移量對熱電偶排溫傳感器原先設置的電壓-溫度MAP進行修正；

(4.15)上位機將修正后的電壓-溫度MAP下發至傳感器，發送報文，收到熱電偶排溫傳感器的確認信息回復后停止發送；

(4.16)熱電偶排溫傳感器等待接收上位機的電壓-溫度MAP，收到電壓-溫度MAP后回復確認信息；

(4.17)熱電偶排溫傳感器將修正后的電壓-溫度MAP寫入單片機閃存，將0xAA寫入閃存最后一個字節；

(4.18)熱電偶排溫傳感器向上位機發送標定完成指令，發送報文，收到上位機的確認信息回復后停止發送，結束標定；

(4.19)上位機等待熱電偶排溫傳感器的標定完成指令，收到熱電偶排溫傳感器的標定完成指令后回復確認信息；

(4.20)上位機向DAC控制器發送標定完成指令，發送報文，收到DAC控制器的確認信息回復后停止發送，結束標定；

(4.21)DAC控制器等待上位機的標定完成指令，收到上位機的標定完成指令后回復確認信息，結束標定。