Qu es la adquisicion de datos?

Metòdes d'adquisicion de donadas .

Mètode de deteccion de tension celular unica .

El modulo de adquisicion de tension de celulas de bateria es un componente crucial del sistema de gestión de las pilas de potencia. Son rendiment e precision determinan la precision del jutjament de l'informacion de l'estatut de la batariá del sistèma, e afectan encara mai l'implementacion eficaça de las estrategias de contraròtle posterioras. Los métodos utilizados comunmente para la deteccion de la tension celular incluyen el metodo de matriz de releo, el metodo de fuente de corriente constante, el metodo de adquisicion de amplificadores operacionales isolados, el metodo de adquisicion de conversion de conversion de tension/frecuencia, y el metodo de circuicion de adquisicion de optocopladores lineal.

1. Mètode de la matriz de Relé .

La figura 8-6 muestra el diagrama de bloque de un circuito de adquisicion de tension de la bateria en base al método de matriz de relais. Consistís en un captor de tension de terminal, un array de relais, un A{-D (analòg{4}}to{-}digital) chip de convertidor, un optocouper, e un multiplexer. Per mesurar la tension terminala de las pilas connectadas en seria, n{+1 los fils devon èsser connectats a cada nòde dins lo paquet de pilas. Al medir la tensin terminal de la pila m{{9}a, el microcontrolador manda un señal de control correspondiente, que selecciona el releo apropiado a través del circuito de multiplexer, optocoupador y relé, conectando la m{{- e m{10} thes cables al chip de convertidor A{14}}D. Tipicament, la resisténcia dels dispositius de commutacion es relativament pichona, e l'error causada per la resisténcia dels dispositius de commutacion es gaireben negligibla après la combinason amb un circuit de divisor de tension. De mai, tota l’estructura de circuit es simpla; solo las resistencias de divisores de tension, el chip de convertidor de AD, y la precision de referencia de tension afectan a la precision del resultado final. Las errors de las resisténcias e lo chip se pòdon generalament far fòrça pichons. Por lo tanto, el método de matriz de relé es mas adecuado para las aplicaciones que requieren altas medidas de tension individual de la bateria y alta precision.

2. Metòde de Font actual Constant

El principio básico de la adquisicion de tensin de bateria paralela utilizando un circuito de fuente de corriente constante es convertir la tension de terminal de la bateria en un señal de corriente linealmente cambiante sin utilizar una resistencia de conversion. Aquò melhora la capacitat anti{1}} interferéncia del sistèma. Dan s un e seul - s étap e d e piles , car l a tensio n born e d e l a baisse es t relativemen t faibl e , généralemen t entr e 2V e t 5V , l a tensio n es t relativemen t établ e lor s d e l a décharge , améliorm é ains i l a capabilit é d e l'ant-} interférenc e d u systèm e . Per tant, un amplificador operacional unic{8}} cannal es sovent causit dins lo procès de dessenh per aquò far. A causa de las diferéncias del dessenh e de l'aplicacion de circuits, los circuits de font de corrent constants pòdon prene fòrça formas diferentas.

Lo circuit mostrat dins la figura 8{{1}7 es un exemple d'aquela manièra; es un circuito de fuente de corriente constante compuesta por una serie- amplificador operacional seleccionada y un transistor de efecto de campo de campo aislado.

Coma se pòt veire a partir de l'estructura de l'amplificador operacional, aquel circuit es un multi{0}} etapa dirècta de circuit de l'amplificador amb un alt open - lo ganh de bucle e la retroaccion negativa prigonda. Son estadi d'entrada utiliza un circuit d'amplificador diferencial e es integrada sul meteis chip de silici, çò que resulta en un excellent correspondéncia de performància entre los dos, e l'etapa intermediària a una capacitat d'amplificacion elevada. Basada en el principio de los circuitos diferenciales, este circuito tiene fuerte común{{5}mode de rechazo de señal. Por lo tanto, al utilizar un amplificador operacional para medir la tension de las células individuales en un paquete de pilas, la alta comun - modo la capacidad de rechazo de modo mejorará la precision de medicion. Un camp isolat-}gate - transistor d'efècte (IGFET) es un periferic de semiconductor qu'utiliza l'efièch de camp electric del circuit d'entrada per contrarotlar lo corrent de circuit de sortida. Quand il fonctionne dans la région de résistance variable, le courant de drenage de sortie I est linealment lié au drenage d'entrée-source Tensage. Además, la puerta - impedancia de la transistora es muy alta, lo que resulta en un corriente de fugas muy pequeño, mientras que el drenagro- blog -resistencia es muy pequeña, resultante en una baja cadea de voltaje de tension. Figura 8-7 utiliza un P{{21} meilizacion de canal- campo de modo - transistora de efecto (FET), y un diodo Zener es conectado para mantener una puerta constante-} las tensiones Ucs. L'amplificador operacional opera a la region lineal. Si se selecciona un bajo en - FET de resistencia, la caida de tension en estado es negligible. Doncas,

realizable

En las ecuaciones anteriores, la diferencia entre u₁ y u₂ es la tension terminal de la bateria, y U₁ es la tension de salida del circuito de amplificador operacional de invertir. Es facil de veire que lo diòde Zener connectat a la sortida de l'amplificador operacional provesís de retroaccions, en mantenent lo circuit dins un estat equilibrat. V₀ ↑→ |Uz| ↓→ IL ↓→ |VR| ↓→ VI ↑→ |V₀| ↓. Donde V₀ es la tension de salida del amplificador operacional; La VR es la tension a través de la resistencia R₁; e VI es la tension diferencial de entrada del amplificador operacional, es decir, VI=U₁ - U₂. Quand lo circuit es en equilibri, VI=0. Lo circuit de font actuala constanta a una estructura simpla, fòrta comuna de la capacitat de refús, una precision d'aquisicion elevada, e una bona practicalitat.

3. Amplificador Operacional de aislamiento .

Un amplificador operacional de aislamiento es un componente electrónico capaz de isolar electricamente señales analogos. Es largament utilizat coma isoladors dins lo contraròtle de procès industrial e coma mèdias d'isolament dins divèrses dispositius d'alimentacion. Consistís generalament de doas partidas: una seccion d'entrada e una seccion de sortida. Aquestes son alimentats a despart e acoblats per l'acoblament magnetic. Lo senhal es modulat per la seccion d'entrada, passa a travèrs de la capa d'isolament, e es alara demodulada e restablida per la seccion de sortida. Los amplificadores operacionales de aislamiento son ideales para los circuitos de adquisicion de la tension de celdas de bateria. Isolan lo senhal de tension de terminal de la batariá d'entrada a partir del circuit, evitant aital l'interferéncia extèrna e la melhoracion de la precision e de l'aquisicion del sistèma e la fiabilitat. Un exemple de sollicitud tipic es provesit çai-jos.

La figura 8.8 mustra la aplicacin d un amplificador operacin d aislacin n un sstma d gestión d las pilas d 600V. El paquete de pilas contiene 50 plomo horizontal- baterias acidas con una tensin calificada de 12V, y sus tensiones terminales se adquieren una por una por el circuito de amplificador operacional de aislo. L'ISO 122 es un amplificador d'isolament dessenhat amb la tecnologia de modulacion e de demodulacion embalada per Negre & Decker (BBB) ​​als Estats Units, en emplegant la tecnologia de condensador de precision e un dual{8}}in convencional{- acòrdi de pin (DIP). Las secciones de entrada y salida de ISO 122 se encuentran en el circuito de muestreo, separados por dos condensadors 1pF correspondientes que forman una capa de isolament. L a tensio n d e isolatio n classé e es t supérieur e à 1500V (AC 60Hz continue) , ave c un e élevatio n d'isolatio n e t d'aut e précisio n d e gain e e t d e linearita , répondan t don c le s requisité s d'applicatio n pratique . Comm l s mstra n la Figura 8.8, la potncia d ntr d ISO 122 s trazca dl paquet d pilas automáticos, y l sñal d salida, qu tn una rlacin lineal cn él, s multiplex, luego automáticamente dividida por dos rsistncias d prcisión cntrladas pr l microcontrolant antes d sr enviad a la entrada. La potencia de salida es suministrada por el modulo de alimentacion en la placa de circuito, y se isola la tension terminal de la bateria. Cau notar qu'en circuit d'adquisicion de tension terminau de la 50a batariá, un inversor s'apond après lo circuit d'amplificador operacional isolat per cambiar lo senhal de sortida del negatiu a positiu. Tanben cau soslinhar qu'encara qu'eth circuit d'adquisicion d'amplificador operatiu isolat a un rendiment excellent, eth sòn còst elevat a limitat era sua aplicacion generalizada.

4. Tension/Frecuencia Conversion de Circuito Método de Adquisicion .

En utilizar un circuito de conversion de tension/frecuencia (V/F) para adquirir una tension de celdas de bateria, el convertidor V/F es crucial. Es la componente que convierte los señales de tension en señales de frecuencia, ofreciendo una excelente precision, linearidad, y entrada integral.

Figura 8-9 mustra l squmátic d circuito dl convertidor V/F LM331 utilizad para la convrsión V/F d prcisión alta. La LM331 es un alto -performance V/F integrada chip fabricada por FS Microtrotrolador. Emplea un nuevo circuito de referencia de banda de banda de temperatura, proporcionando una precision extremadamente alta a través de toda la gama de temperatura de funcionamiento y a las tensiones de alimentacion tan baja como 4,0V.

Dan s cett e méthod e d'acquisitio n , l e signa l d e tensio n es t directemen t conviert e e n u n signa l d e fréquenc e , qu i peu t alors êtr e traité e pa r l e port e d u comptair e d u microcontrotol e san s besoi n d e conversion A{0}}D . Además, para complementar el circuito de conversion V/F en el sistema de adquisicion de tension de celulas de la pilas, circuitos de seleccion correspondientes y circuitos de amplificadores operacionales también necesitan ser diseñados para lograr la funcionalidad multi{2}} el canal. Aqueste metòde implica mens de compausants, mas la tension- contròla oscillator condensador conten de condensadors, e l'error relativa dels condensadors es generalament granda, amb de condensadors mai grands qu'expausan d'errors relativas encara mai grandas.

5. Método de Adquisicion de Circuito de Amplificador de Optocoupador Lineal .

L e circui t d'acquisitio n d e cellule s d e pile s bas é su r u n optocoupr e lineal e réalis e isolatio n entr e l'extrémité d'acquisitio n d u signa l e t l'extrémité d e traitemen t, améliorm é ains i l'étabilit é d e l'anti-{0}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} nirever . La figura 8-10 mòstra l'optocouple lineal TIL300, que consistís en un fotodiode de retroaccion isolat bifurcat per l'esclairatge LED infraroge e un fotodiode de sortida. La tecnologia de proceso especial es utilizada para compensar la no linearidad de las características del tiempo y de la temperatura LED, lo que hace el señal de salida linealmente proporcional al flujo luminoso servo emitido por el LED. La TIL300 a un isolament de pic de 3500V, una largor de banda superior a 200kHz, es adecuada para la amplificacion aislada de los señales de CC y CA, y tiene una estabilidad de ganancia de salida de ±0,05%/ grado . Coma se pòt veire del diagrama, lo valor de tension d'una sola cellula de pilas (la diferéncia entre U1 e U2) es convertida en un senhal actual Ip per amplificador operacional A e fluís a travèrs de l'optocouper lineal TIL300. Aprèp opto{{18} }isolacion, sortís un Ip2 actual qu'es linealment ligat a Ip1. Aqueste corrent es alara convertit de retorn en un valor de tension per amplificador operacional A2 per A-D e l'aquisicion de donadas. Val la pena notar que las doas extremitats de l'optocoupler lineal requerisson diferents aliments independents, etiquetats I+12V e ±12V dins lo diagrama. Aquò demòstra que lo circuit d'amplificador d'optocoupler lineal a pas solament d'isolament fòrt e de capacitats anti{25}} interferéncia mas manten tanben una bona linearitat del senhal analòg pendent la transmission. Por lo tanto, se puede utilizar en conjuncion con matriz de relé o circuitos de portadura en sistemas de adquisicion multicanal. Pasmens, son circuit es relativament complèxe, e fòrça factors pòdon afectar sa precision.

Métodos de Adquisicion de Temperatura .

La temperatura de explotacion de baterias no solo afecta al rendimiento de la bateria sino que también se relaciona directamente con la seguridad de los vehículos electricos. Por lo tanto, la adquisicion de parámetros de temperatura precisa es crucial. La temperatura adquirir es pas dificil; la clave es seleccionar un captor de temperatura adecuado. Actuauments, fòrça captors de temperatura son disponibles, coma termes, termocoples, transistors de termestores, e captors de temperatura integrats.

1. Método de Adquisicion de Termistor .

Lo principi del metòde d'aquisicion termicièr es basat sus la caracteristica que la resisténcia d'un termistaire cambia amb la temperatura. Una resisténcia fixa es connectada en seria amb lo termistièr per formar un divisor de tension, en convertissent aital lo nivèl de temperatura en un senhal de tension. Aqueste senhal es alara convertit en informacion de temperatura numerica a travèrs d'analòg-to{-digital conversion. Los termistirs son economics mas an una linearitat marrida e an generalament d'errors de fabricacion relativament grandas.

2. Metodo de Adquisicion de Termocople .

Lo principi de trabalh d'un termocople es qu'un còrs bimetallic genera diferents potencials termoelectrics a de temperaturas diferentas. En aquerir aguest valor potenciau termeelectric, se pòt obtier eth valor de temperatura en tot cercar ua taula. Comm e l e valeu r potentiell e thermoélectriqu e dépend e qu e d u matièr e , l a précisio n de s termocople s es t trè s élevé . Totun, ja que los potencials termoelectrics son de senhals de nivèl milivolt-, l'amplificacion es requerida, çò que fa que lo circuit extèrne. En general, los metals an de punts de fusion elevats, per çò que los termocoples son tipicament utilizats per de mesuras nautas - timperatura.

3. Método de Adquisicion de Temperatura Integrada .

A mesura que la mesura de la temperatura ven de mai en mai comuna dins la vida quotidiana e la produccion, los fabricants de semiconductors an introduch fòrça captors de temperatura integrats. Mentre que fòrça d'aqueles captors son basats sus de termistors, son calibrats pendent la fabricacion, çò que resulta en una precision comparabla als termocoples. De mai, pòdon sortir dirèctament de valors numericas, çò que las fa plan {- suita per l'utilizacion dins los sistèmas numerics.

Métodos de Adquisicion actuales .

Los métodos de deteccion de corriente comun incluyen desvidos, transformadores, captores de corriente de efecto de Hall, y captores de fibra optica.

Las características de cada metodo se muestran en la tabla 8-1.

Entre aqueles factors, lo còst elevat dels captors de fibra optic limita lor aplicacion dins lo camp de contraròtle; los shunts son bas-costo y tienen una buena respuesta de frecuencia, pero son globosas de utilizar ya que deben ser conectados a un bucle actual; transformadores actuales solo se pueden utilizar para las mediciones de CA; e los captors de corrent de l'element de Hall ofrisson un bon rendiment e son faciles d'utilizar. Actualmente, los captores de corriente de elementos de derivas y Hall son mas comunmente utilizados en la adquisicion actual y seguimiento de los sistemas de gestión de las pilas de potencia electrica de potencia.

Métodos de Deteccion de Fum .

Pendent eth foncionament de veïculs, a causa des condicions des carrèrs complèxes e des problèmes de fabricacion de pilas inerentas, es emergéncias extrèmes coma eth fum o es incendis pòden produsir-se a causa deth surcaufament, dera compression, o des collisions. Se aqueles incidents son pas detectats e abordan eficaçament rapidament, escalaràn inevitablament, menaçant las pilas environantas, lo veïcul, e lo personal del compartiment de carga, impactant grèvament la seguretat de l'operacion dels veïculs. Per prevenir de tals incidents, lo seguiment de fum es estat introduch dins de sistèmas de gestion de las batariás dins los darrièrs ans e receb l’atencion creissenta.

Los captors de fum son divèrses e pòdon èsser categorizats en tres tipes principals en foncion de lors principis de deteccion: ① captors de fum qu'utilizan de proprietats fisicoquimicas, coma los captors de fum de semiconductors e los captors de fum de combustion de contacte; ② Los captores de fumar utilizando las propiedades fisicas, como los captores de fuma de conductividad térmica, los captores de fumo de interferencia optico, y los captores infrarojos; ③ Los captors de fum en utilizant de proprietats electroquimicas, coma los captors de fum de corrent {{0}tip e la fòrça electromotiva de captors de gas. Car los captors de fum son divèrses, los captors de fum de semiconductors pòdon pas detectar totes los gases. Per tant, un tipe especific es causit per detectar un o dos tipes especifics de fum. Per exemple, los captors de fum de semiconductors d'oxid son subretot utilizats per detectar lo fum d'idrocarburs, dont O₂, H₂S, CO, H₂, O₃H₂O, Cl₂, OH, CO₂, etc. A causa de las limitacions d'electròdes, aqueles captors son principalament utilizats per detectar lo fum inorganic, coma O₂, CO₂, H₂, H₂, Cl₂ SO₂, etc.

Quand los captors de fum son utilizats dins las pilas de poténcia, la seleccion de captors demanda de comprene la composicion del fum produsit per la combustion de la batariá. En general, la combustion de la pilas produtz de grandas quantitats de CO e de CO2, doncas los captors sensibles a aqueles dos gases deurián èsser seleccionats. L'estructura del captor a besonh d'èsser adaptada a las condicions de vibracion de l'utilizacion de veïculs long{3} termini per prevenir lo fals desencadenament a causa de la polvera e de la vibracion de la rota.

Lo periferic d'alarma de fum dins lo sistèma de gestion de las pilas de poténcia deuriá èsser installat sus la consola del pilòt. En recebent un senhal d'alarma, deuriá rapidament emetre una alarma audibla e visuala d'alarma e de fauta, en assegurant que lo conductor pòt detectar e recebre rapidament lo senhal d'alarma.

Per exemple, lo sistèma d'alarma de fum utilizat dins l'autobús electric olimpic, desvolopat principalament per l'Institut de Pequin de Tecnologia, utiliza un sistèma de batariás alimentat per un alcalin o carbòni de 9V o de carbòni{ {1}zin bateria, en assegurant de foncionament normal de 24 oras. Lo senhal d'alarma es alimentat per l'alimentacion de la batariá de 24V del veïcul, qu'es provesit a despart per assegurar l'independéncia del sistèma d'alarma. Las alarmas distribuidas detectan la concentracion de fum a través de captores de fum interno. Quand la concentracion de fum es en dejós del limit, lo contrarotlador intèrne de l'alarma fixa la sortida de relais a un circuit dobèrt; quand la concentracion de fum despassa lo limit, lo contrarotlador intèrne fixa la sortida de relais a cort circuit, en traçant rapidament l'alimentacion+24V al panèl d'afichatge per formar un circuit d'alarma amb l'alimentacion -24V sul panèl d'afichatge, en emetent un senhal d'alarma audible e visual. La estructura del sistema se muestra en la figura 8-11.