基于ADS1252的數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)
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4 軟硬件調(diào)試
當(dāng)數(shù)據(jù)采集模塊的硬件和軟件設(shè)計(jì)完畢，需要對(duì)它進(jìn)行軟硬件的調(diào)試以驗(yàn)證其設(shè)計(jì)的正確性。數(shù)據(jù)采集模塊軟硬件調(diào)試按以下步驟依次進(jìn)行：
(1)ADS1252驅(qū)動(dòng)調(diào)試：運(yùn)行ADS1252驅(qū)動(dòng)程序，首先用示波器監(jiān)測(cè)ADS1252的CLK引腳，觀察時(shí)鐘頻率的測(cè)量值是否與設(shè)定值一致。當(dāng)CLK時(shí)鐘頻率設(shè)置正確，接著用示波器監(jiān)測(cè)ADS1252的SCLK與引腳，觀察這兩個(gè)引腳的時(shí)序是否正確。
最主要保證串行時(shí)鐘是發(fā)生在 Mode之后，否則將會(huì)讀取到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。
(2)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算：在ADS1252驅(qū)動(dòng)工作正常的前提下，首先用直流可調(diào)穩(wěn)壓源對(duì)ADS1252的差分輸入端分別輸出1 V，4 V的電壓，將ADS1 252采集的電壓分別記為VS1，VS2，同時(shí)將高精度電壓表測(cè)量的電壓分別記為VM1，VM2。接著通過對(duì)VS1，VS2，VM1，VM2的比較計(jì)算，得出校準(zhǔn)參數(shù)K，B。
(3)采集任務(wù)調(diào)試：當(dāng)校準(zhǔn)參數(shù)計(jì)算完畢，啟動(dòng)采集任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。在0～5 V的范圍內(nèi)，用直流可調(diào)穩(wěn)壓源對(duì)ADS1252的差分輸入端輸出從低至高的電壓，此時(shí)采集任務(wù)通過printf()函數(shù)將采集電壓輸出到控制臺(tái)。通過對(duì)比用高精度電壓表測(cè)量的電壓值，可以計(jì)算出ADS1252的采集電壓誤差，從而判斷采集精度是否滿足要求。
5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
現(xiàn)使用廣東省電子技術(shù)研究所研制的GE／FC1燃料電池測(cè)試系統(tǒng)對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)工作所需的氫氣及氧氣的流量、壓力、濕度控制到合適值，然后進(jìn)行電流掃描測(cè)試。在測(cè)試期間，用基于ADS1252的數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)電流掃描測(cè)試過程PEMFC的電壓、電流的動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；同時(shí)用安捷倫數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量PEMFC電壓、電流的某些特征值。
由于實(shí)驗(yàn)用的PEMFC采用單片Nation膜(截面積為2 cm×2 cm)組裝，其開路電壓不超過1．5 V。首先通過測(cè)試系統(tǒng)控制PEMFC氫氣及氧氣流量分別為0．1 SLPM，0．07 SLPM；控制PEMFC氫氣及氧氣背壓均為0．05 MPa；控制PEMFC氫氣及氧氣的露點(diǎn)溫度、氣體溫度分別為65℃，70℃。然后測(cè)試系統(tǒng)以1 mA的起始電流，按10 mA／s的增量對(duì)該P(yáng)EMFC進(jìn)行放電，并以“結(jié)束電流≥10 A”或“結(jié)束電壓≤1 mV”為條件結(jié)束測(cè)試。
為了檢測(cè)10 A范圍的電流，本數(shù)據(jù)采集模塊通過檢測(cè)0．5 Ω測(cè)流電阻的電壓來(lái)間接計(jì)算出電流值。本數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)量PEMFC的極化曲線如圖3所示，并且通過比較特征電壓電流的采集值及實(shí)際值，計(jì)算出電壓電流的采集精度均滿足±(0．5‰RD+0．5‰FS)，其中RD表示當(dāng)前讀數(shù)值，F(xiàn)S表示滿刻度值。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/194790.htm
6 結(jié)論
目前已完成基于ADS1252的數(shù)據(jù)采集模塊軟硬件的設(shè)計(jì)及調(diào)試，并成功將軟件移植到VxWorks 5．5操作系統(tǒng)上運(yùn)行。通過實(shí)時(shí)采集PEMFC電流掃描測(cè)試過程中的電壓、電流數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)，表明基于ADS1252的數(shù)據(jù)采集模塊具有較高的采集速度和采集精度。長(zhǎng)期嚴(yán)格的測(cè)試表明本數(shù)據(jù)采集模塊的軟硬件工作穩(wěn)定可靠。
評(píng)論