Zařízení pro simulaci termoelektrických článků

Tomáš Szöcs

Diplomová práce

Device for Simulation of Thermocouples

Anotace:

Tato práce pojednává o návrhu a vývoji zařízení, které umožňuje simulovat termoelektrické články. Simulátor je schopen simulovat až čtyři na sobě nezávislé termočlánky. Uživatel má možnost nastavit simulovanou teplotu termočlánku nebo simulované termoelektrické napětí v daném rozsahu. V případě simulování teploty termočlánku byl vytvořen polynom 6. řádu pro přepočet simulované teploty na termoelektrické napětí. Pro zobrazení simulované veličiny je na simulátoru umístěn LCD displej. Simulátor je řízen 32 bitovým mikroprocesorem PIC32. Pro převod digitálního signálu na analogový, slouží DA převodníky. Digitální signál obsahuje hodnotu termoelektrického napětí. Mikroprocesor komunikuje s DA převodníky a LCD displejem pomocí linky SPI. Výstupní část simulátoru je galvanicky oddělena od řídicí a napájecí části obvodu. V teoretické části práce pojednává o termoelektrických jevech a termoelektrických článcích. V praktické části práce je popsán návrh DPS a následná implementace řídicího softwaru. Poslední část práce se zabývá testováním simulátoru.

Abstract:

This thesis discusses a design and a development of the device, which allows simulate thermocouples. The simulator is able to simulate up to four independent thermocouples. The user has possibility to set the simulate temperature of thermocouple or the thermoelectric voltage in the range. In case of the simulating temperature of a thermocouple was formed sixth order polynomial, for conversion simulate temperature to the thermoelectric voltage. The simulator includes the LDC display to view simulating values. A simulator is controlled by 32 - bit microcontroller PIC32. Digital signal is converting to the analog signal, by the DA convertors. Digital signal contains value of thermoelectric voltage. Microcontroller comunicate with DA convertors and LCD display by Serial Peripheral Interface (SPI). Output part of simulator is galvanically separated from the control and power part of the circuit. Theoretical part of thesis is describing thermoelectric phenomenoms and thermocouples. Practical part of thesis is describing the design and the development of PCB and following implementation of the control software. The last part of thesis is about testing the simulator.

Klíčová slova

termoelektrické jevy, termoelektrický článek, termoelektrické napětí, sériové periferní rozhranní (SPI), DA převodník, LCD displej, galvanický oddělovač, stabilizace napětí

Keywords

thermoelectric phenomenon, thermocouple, termoelectric voltage, serial peripheral interface (SPI), DA converter (DAC), LCD display, galvanic isolator, voltage stabilization

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 4. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 2. 6. 2017
• Vedoucí: Jan Žídek
• Oponent: Radim Hercik

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Řídicí a informační systémy