基于STM32高频响热线风速仪的研制
流体流速是描述流场物理参数中一项至关重要的内容，流体流速的测量分析对流体动力特性研究和物理特性研究具有极其重要的意义。针对流体流速的一种重要测量方式，本文开展了热线风速仪测量风速的研究，为风速测量及其特性研究提供了一种方案。 根据“恒温式”热线风速仪测量系统的原理，通过反馈回路实现自动补偿，使热线电阻的温度保持恒定，由此建立了温度恒定控制电路的模型。首先分析了该电路模型的静态工作特性和动态工作特性，同时对影响热线风速仪测量系统动态特性的因素进行了研究。分析得出了主要影响因素分别包括热线探头的工作过热比、惠斯通电桥桥臂电阻、放大电路的增益、补偿电感、流场流速和偏置电压。 结合MATLAB仿真结果分析得出了增大热线探头工作过热比、减少桥臂电阻等方式能够提高整体系统的动态特性。合理地调节补偿电感能够优化系统的动态特性。当上述的影响因素设置不合理时，系统动态特性降低，系统发生振荡最终可能导致无法正常工作，合理的调节偏置电压能够减小和消除振荡，使系统达到稳定状态，同时获得良好的动态特性。 根据上述仿真分析的结果，优化系统中各个部分的电路参数，分别设计了电桥电路、放大电路、滤波电路以及功率放大电路，并进行了抗干扰处理。同时设计了基于STM32的数据采集与传输系统，完成了数据采集与上位机通信的任务。上位机采用LABVIEW编程，将接收到数据进行分析。通过实测实验验证了理论仿真结果正确性，实验结果表明了本系统具有大于10kHz动态响应能力，满足系统设计的要求。
热线风速仪;测量系统;温度自动控制;动态特性
南京理工大学
硕士
测试计量技术及仪器
贾云飞
2016
中文
TH815
66
2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）