基于CAN总线的超导磁体电源温度检测系统

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超导磁体是第三代北京谱仪(BESⅢ)的关键部件之一,它提供高强度和一定均匀度的恒定磁场(1.0T),供主漂移室测量带电粒子的径迹,用以研究基本粒子间的相互作用和规律。因此,需要一台电源专门为超导磁体励磁,提供大电流小电压。 超导磁体电源为磁体提供4000A的大电流,其内部各器件在额定功率下最高温度达七十度,特需要检测其温度,以保证电源的正常工作。本文讨论了CAN总线的优点、分析各检测要素(传感器)的接口和性能、提出了采用一总线多路多点测温方法进行数据采集等关键问题,设计了基于CAN总线的超导磁体电源检测温度系统,实现了数据采集的自动化。 传感器是整个检测系统的重要组成部分,本文首先分析了各传感器的对外接口和性能,为我们的硬件电路和软件处理提供了设计依据。 在电路设计部分,主处理器采用美国微芯公司的PIC18F248,其内部带有符合国际标准的ISO CAN总线模块,其CAN协议与CAN 2.0B版本相一致。设计了各传感器的调理电路,选用恰当的方法提高主处理器I/O口的驱动能力,采用添加共模扼制线圈的方法提高系统的抗干扰能力,对风机转速测量电路进行了可靠的放大处理,另外还设计了实时时钟及CAN总线接口等相关电路,并对整个系统功能进行软件实现。 最后,采用NI公司的图形化编程软件LabVIEW进行系统检测界面设计。通过LabVIEW语言编程驱动CAN接口卡,完成数据接收,从而实现数据保存和实时曲线显示,然后通过程序判断,实现故障显示和发送,完成实时检测。
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