张弛，毛宁，刘骁
(中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，陕西西安710065)
摘要：在航空电子设备设计中，温度信号是常用的重要信号之一，如何设计合理的电路对传感器信号进行准确采集，具有重要的意义。文章介绍了一种热电偶传感器信号调理电路，该电路能将传感器信号调理成适用的电压信号，再经过AD 进行采集，输入到可编程逻辑器件或处理器中进行计算。
关键词：热电偶；滤波放大；模数转换；冷端补偿
中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号：1673-1131(2019)05-0070-02
0引言
温度信号是航空电子设备釆集和控制应用的重要参数之
一，是衡量设备能否正常工作的重要指标。因此，准确有效进
行温度釆集，可以为航空电子设备控制和健康管理预测提供
必要的数据支持。热电偶作为无源传感器，不需要输入激励
电压，就能将温度转换为电压输出，同时具有结构简单、性能
稳定、测温范围宽、热响应时间快、无自发热，以及较高的准确度、稳定性和复现性等优点。本文介绍了一种热电偶传感器信号调理电路，该电路能将传感器信号调理成适用的电压信号，再经过AD进行釆集，输入到可编程逻辑器件或处理器中进行计算。
1电路设计及工作原理介绍
1.1电路原理框图设计
热电偶传感器信号调理电路的目的就是将输入的毫伏级电压信号转换为满足模数转换器检测要求的电压信号。调理电路包括:EMI防护、开路检测、RC低通滤波、差分放大、有源二阶低通滤波等几部分，如图1所示。
空气中取水图2电路简化原理图
按照交流回路分析，根据电路基本原理节点电流法，可得到该电路传递函数形式为：
(R89C9O R OT C9O S2+2Re9C9oS+l)
(1)
按直流回路分析，该电路可简化为图3所示的形式。其中，上下拉电压±0.1V可由电阻分压得到，不大于0.23V即可。
图1原理框图设计
EMI防护：热电偶传感器信号调理电路输入端需首先设计EMI滤波器，本电路使用的EMI滤波器由电感和电容组成.
开路检测：热电偶传感器信号输入前端设计上下拉电阻，提供热电偶传感器开路时的固定状态输入。
RC低通滤波：本电路增加RC低通滤波器设计保证只有0~坨内的信号通过。
差分放大：本电路选择由FX620组成的仪表放大器电路，它具有增益易调、低功耗、输出信号强、抗干扰能力强等特点。
二阶有源低通滤波：设计运放构成的截止频率为的有源二阶低通滤波器，保证只有内的信号通过。
1.2调理电路计算
模压制品
图2中的电路为热电偶传感器信号调理电路的简化原理图，为描述方便，将对称的电阻、电感及电容使用相同符号表示。即L1=L2=L,Cl+C2=C3+C4=Ci2,R1=R2=R12i C7=C8=C78, R5=R6=R56,R8=R9=R s…09=610=6,00电容C的容抗为Zc，即ZC=^；电感L的感抗为Z L，即Z l=SL o
图3直流电路简化原理图
根据电路基本原理节点电流法，假设R为传感器内阻。可得到该电路传递函数形式为：
(讐)
综上，该电路完整传递函数形式为：
0。=%+%
Vo0.2R
2R12+R
(2)
凹_________________,_____
匕丿(丄+斗+仁+丄+竺■+四(RwSRwSS?+2RW5S+1) Vic*也Zcu Ru八Zc7i S)
+_22_.4+1)...
2Ru+«Ri
—+1
1
(3)
alysa_queen
该热电偶传感器调理电路通过热电阻PT1000V1实现温度釆集功能，采集结果送入软件进行处理，从而实现冷端补偿功能。2测试验证
为保证电路釆集精度，该电路应具备抗输入信号干扰能力，假设输入信号范围为-10mV~50mV，釆集精度要求为误差不大于0.5%，传感器内阻为，输入截止频率要求为1000Hz，为防止高频噪声进入模数转换器，后端釆用低通滤波器，假设截止频率要求为500Hz，进入AD的电压范围要求为-5V~5V。选择R12=2.4M Q,R3=499a,R S6=4.7KQ,Re,=10KQ,
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多功能电子药箱的设计与实现
邹戈晨，刘瑶，张嬪霖
(南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏南京210044)
摘要：基于药物在临床中的重要性，分析目前服药提醒装置存在的不足，以STM32F103VET6单片机为控制核心，设计了一种多功能电子药箱。该系统包括显示模块、语音模块和数据存储模块。显示模块通过触摸屏电路和LED指示灯电路，与语音模块相配合，实现了服药提醒及指导的功能；数据存储模块通过EEPROM存储电路，能够实现掉电时服药信息不丢失的功能。并且为了实现电子药箱的智能化控制，开发了手机APP，两者之间可通过WIFI进行数据通信。经测试，该药箱能够有效地帮助慢性病患者按时、定量、正确服用药物，适合在家庭中推广使用，具有较高的应用价值和实践意义。
关键词：单片机；服药提醒；语音；无线模块；手机APP
中图分类号:F721文献标识码:A文章编号：1673-1131(2019)05-0071-06
Design and implementation of multi-function electronic medicine box
Zou Gechen,Liu Yao,Zhang Jinglin
(School of E lectronics and Information Engineering,Nanjing University of I nformation Science and Technology,Nanjing210044,China) Abstract:Based on the importance of d rug therapy in clinical treatment,this paper analyzes the shortcomings of c urrent drug reminder devices,and designs a multi-fimction electronic medicine box with STM32F103VET6microcontroller as the control core.The system includes a display module,a voice module,and a data storage module.The display module cooperates with the voice module through the touch screen circuit and the LED indicator circuit to realize the function of reminding and guiding the medicine;the data storage module can realize the function of n ot losing the medication information when the power is off t hrough the EEPROM storage circuit.
After testing,the medicine box can effectively help chronic diseases patients to take drugs on time,in a quantitative and correct manner, and is suitable for popularization in the family,and has high application value and practical significance.
于全
Key words:single chip microcomputer;medication reminder;voice;wireless module;smart phone application
0引言药物起效的必要条件就是维持血药浓度翊。因此，在患者治药物是目前疾病最常用、最有效的方法之-，而疗期间，需按医嘱严格按规定时间间隔和剂量服药，不得延误
C12=InF,C78=C6=lOnF,C90=33nF0
测试电压放大器是否满足放大特性,u。=(嚮+1)*q =100U1；当输入为-10mV时，处理器采集AD输出电压为-0.998V，计算输入为9.98mV，与实际输出误差为0.2%；当输入为20mV时，处理器釆集AD输出电压为1.995V，计算输入为19.95mV，与实际输出误差为0.25%；当输入为50mV时，处理器釆集AD输出电压为4.985V，计算输入为49.851mV，与实际输出误差为0.298%，满足设计精度要求。
按照传递函数在MATLab软件对无源和有源滤波器进行仿真分析，仿真条件包括：无源滤波输入信号有效值5V，频率从1HZ-2000HZ；有源滤波输入信号有效值5V，频率从1HZ-800HZ。无源滤波电路仿真结果见表1，有源滤波电路仿真结果见表2，总低通滤波电路仿真结果见表3。
表1无源滤波电路幅频响应表
频率(Hz)110100200300400500有效值(V)S 4.9999 4.9913 4.9655 4.9233 4.8660 4.7953频率(Hz)600700800900100015002000有效值(V) 4.7128 4.6207 4.5208 4.4150 4.3052 3.742532306
防喷网表2有源滤波电路幅频响应表
频率(Hz)1104070100200
有效值(V)5 4.9979 4.9658 4.8968 4.7939 4.6342频睾(Hz)300400500600700800
有效值(V) 4.4148 4.1831 3.7391 3.2834 2.5943 1.7379
表3总低通滤波电路幅频响应表
頻率(Hz)1104070100200
有效值(V)5 4.9978 4.9644 4.8926 4.7855 4.2367頻率(Hz)300400500600700800
有效值(V) 3.5496 2.882823110 1.8497 1.4873 1.2050
由仿真测试结果可知，此时无源低通截止频率为1039Hz，有源低通截止频率为482.5Hz，和设计要求一致，取得了较好的滤波效果。
3结语
桑椹原浆本文提出的调理电路，将输入的毫伏级电压信号转换为满足模数转换器检测要求的电压信号，并能保证较高的转换精度。调理后的信号经过AD进行釆集，输入到可编程逻辑器件或处理器中进行计算处理。该电路已成功应用在实际工程项目中，并通过了多项试验验证，性能稳定，可靠性较高。
参考文献：
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子设计工程,2013,21⑵：151-153.
[2]陈浩，邓忠华，余红梅.热电偶测温系统原理及应用[J].制造
业自动化,2004,26(9):68-71.
[3]乔鑫.基于热电偶传感器的温度釆集系统设计[D].西安，西
安电子科技大学,2012.
基金项目：工信部民用飞机专项科研项目资助(MJ-2017-D-28)。作者简介：张弛(1987-)，男，陕西户县人，硕士，工程师，研究方向为计算机硬件应用设计。
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