Page 165 - 机械设计制造与自动化技术研究

第五章 机电一体化系统设计

图 5-2 Lamé 模石英测温系统的结构原理框图

温度信号采集单元温度信号发射单元温度信号接收单元温度信号处理与显
示单元热敏谐振器载频谐振器同步激励式双模相干振荡组件调频与整形滤波功放
与发射电路低噪声放大与整形滤波组件鉴频电路单片机显示模块数据通信分频、

滤波、整形参考频率晶振系统发射器包括 2 个单元：①温度信号采集单元，包括
Lamé 热敏谐振器和载波谐振器复合而成的“一体式石英热敏—载波双模谐振器
组件”、由 MC14521B 电路等组成的“同步激励型双模相干振荡电路组件”、
由频率调制以及施密特触发器或滤波器构成的“调频整形滤波组件”。②温度信

号发射单元，由功放、无线发射电路和发射天线构成。温度信号接收单元由被
测温度调频信号的频率解调器等组成；被测温度信号处理与显示单元，它包括
STM32F407 型单片机软件、硬件信号处理与存储组件、参考频率晶振、分频器、
整形滤波组件以及显示器与 RS—485 数据通信组件。所述整形滤波组件由施密

特触发器或单稳态多谐振荡电路构成。利用一体化石英热敏—载波双模谐振电路
组件和同步激励型热敏—载波双模相干匹配振荡组件的配合同步产生中心频率为
1.8MHz、带宽为 ±85kHz 热敏信号、泛音频率为 98MHz 的载波信号，并且用
1.8MHz 信号对 98MHz 的载波进行调频处理、整形、滤波、功放后，利用无线发

射组件、天线发射了包含被测温度信息的电磁波。该电磁波被接收天线、接收组
件接收后，利用鉴频电路组件解调，整形滤波后，成为含有被测温度信息的频率
接收信号；并且把它与来自参考振荡电路、已分频、整形、滤波的参考频率信号
共同输入 STM32F407 型单片机进行信号处理，例如，计数、温补、线补等，提

取被测温度信号，并存储、显示以及进行Ｒ S—485 温度数据远传。

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