一种便携式智能导热测试仪的设计

己口Ｉ第］５卷第ｌ　７年Ｉ己月　己期　研究与开发　一种便携式智能导热测试仪的设计＊　陈援峰杨伟钧　（广州城市职业学院机电工程系广州５１０４０５）　摘要：本文研究了反映材料导热性能的导热系数的测试方法与系统。针对现有导热测试设备体积大，只能测量样品导热系　数，测试结果不准确等缺陷，设计一种以平板作为监测终端的便携式导热测试仪。系统基于ｓＴＭ３２控制器检测样品质量、厚　度、温度曲线以测量导热系数，同时将图片或者数据文件形式存储于平板的测试主机，方便后期处理。检测过程中，系统动态　调整压力，降低受温度影响导致的样品膨胀等误差影响，实验平台上显示系统能准确测试导热系数，运行稳定。　关键词：导热系数；智能终端；便携式；ＳＴＭ３２　中图分类号：ＴＮ８０３．５　文献标识码：Ａ　国家标准学科分类代码：５２０．６０４　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｏｒｔａｂｌｅ　ａｎｄ　ｓｍａｒｔ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｃｈｅｎ　Ｙｕａｎｆｅｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｗｅｉｊ　ｕｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０４０５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｔｏ　ｒｅｆｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｒｅ　ｓｔｕｄ—　ｉｅｄ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｔｅｓｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｌａｒｇｅ　ｖｏｌｕｍｅ，ｃａｎ　ｏｎｌｙ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍ—　ｐｉｅ，ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｎｏｔ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｄｅｆｅｃｔｓ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｆｌａｔ　ａｓ　ａ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｔｅｒｍｉｎａｌ　ｐｏｒｔａｂｌｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｔｅｓｔｅｒ．Ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＴＭ３　２　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｔｏ　ｄｅｔｅｃｔ　ｓａｍｐｌｅ　ｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｕｒｖｅ　ｔＯ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｏｒ　ｄａｔａ　ｆｉｌｅ　ｆｏｒｍａｔ　ｓｔｏｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｌａｔ　ｔｅｓｔ　ｈｏｓｔ，ｔｏ　ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ　ｐｏｓｔ—　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ　ａｄｊｕｓｔｓ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｅｍ—　ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｃａｎ　ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ　ｔｅｓｔ　ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｓｍａｒｔ　ｔｈｅｒｍａｌ；ｐｏｒｔａｂｌｅ；ＳＴＭ３２　０　引　言　据不统一、偏差较大等　］。因此，设计一款便携式智能导　热测试仪具有重要的现实意义和广阔的市场空间　。　导热系数是反映材料的导热性能的重要参数之一＿１］，　在工程技术方面是必不可少的，所以对导热系数的研究和　１　工作原理　测量就显得很有必要　］。金属材料的导热起主要作用的　１．１系统原理　是自由电子的运动，无机非金属材料的导热则是通过晶格　当物体内部各处的温度不均匀时，就会有热量从温　结构的振动（声子）来实现。目前测量导热系数的方法都　度较高处传递到温度较低处，这种现象叫热传导现象。　是建立在傅里叶导热定律的基础上的，分为稳态法和动态　对于各向同性的物质，在稳定传热状态下有傅里叶　法　。］。稳态法是通过热源在样品内部形成稳定的温度分　定律：　布后，再进行测量的方法　Ｊ。　传统稳态法导热测试仪存在以下问题：测试过程需人　△Ｑ：～　ｇＡＳＡ０ｘ　　（１）　员实时监测数据、时间长、效率低、受环境影响大、测试数　式中：比例系数Ａ称导热系数，其值等于相距单位长度的　收稿日期：２０１７－０７　＊基金项目：２０１６年广东省科技计划“公益研究与能力建设专项”（２０１６Ａ０１０１０１０４０）、广州市科技计划２０１５年科学研究专项　（２Ｏ１５１０Ｏ１Ｏｌ９２）、广州城市职业学院教育教学改革项目（ＪＹ２０１３０６３）资助　中国科技核心期刊　国外电子测量技术　一６７—　研究与开发　３　己口ｌ　７年Ｉ己月　第］５卷第ｉ己期一１）流过待测样品的热流　Ｑ　一生　．　．（　一Ｔ　）　待　测　压　　两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位　面积所传递的热量，单位是Ｗ・ｍ　・　１．２系统结构　。　（２）　测试系统由加热器、连接样品的上下热极、冷却器、温　式中：Ｑ　为流过上热极的热流，扎　上热极材料的热导，　丁　一　上热极两个点的温差，Ａ垂直于热流方向的热极　截面积，　热极两温差电偶的距离，　一３８６．４　ｗ／ｍ・Ｋ一　３８６．４　ｗ／ｍ・Ｋ；　一０．１　ｍ；热极直径为３０　ｍｍ。　度传感器、位置传感器、加压及压力检测系统、主控核心、　蓝牙通信模块组成。上下热极均采用紫铜加工而成，内置　等间距温度传感器，作用是传递热量和测量热量　］。上热　极内装加热器，由主控板ＰＷＭ方式驱动并采用ＰＩＤ控　温，提供稳定的热极温度ｌ　。下热极底部安装冷却器，内　ｌ有水槽，通过管导与外恒温水箱相连，利用外恒温水箱与　温度点１、６远离样品，可作为补偿；考虑下热极（低温　端）热量损失较小，热流值更精确，因此用它表示流过待测　样品的热流，即Ｑ—Ｑ　冷却器的水循环．在冷却器中形成第二恒温场，提供下热　极冷端稳定温度。上下热极各内置３支温度传感器，分别　测量上下热极的６个温度点．利用温度梯度计算热流量。　２）与试样相接触的高测量块的温度　丁，，一Ｔ　一　“Ａ　×（Ｔ。一　）　（３）　上热极顶端及冷却器底端均安装隔热材料．防止热量传　导　。主机结构如图１所示。　式中：丁　与试样相接触高测量块温度，　高测量块的较　高温度，　高测量块的较低温度，ｄ　高温传感器间距，ｄ　低温传感器到测量块高温表面的距离。测试中，测量点　１、２、３等间距０．０１　ＩＴＩ，３到测量块高温表面的距离也为　０．０１　ｍ，故ｄＢ—ｄ＾。　３）与试样相接触的低测量块的温度　了’（．一Ｔ　＋　“，’　×（Ｔ　一丁　）　（４）　式中：　与试样相接触低测量块温度，Ｔ　低位测量块的　高温，丁｜低位测量块的低温，ｄ　，低温传感器间距，ｄ。高温　传感器到测量块低温表面的距离，测试中，测量点４、５、６　等间距０．０１　ＩＴＩ，６到测量块低温表面的距离也为０．０１　ｍ，　故ｄＤ—ｄｒ。　４）试样导热系数的计算　一　一　下　（５）　图１　主机结构　式中：Ａ为试样截面积，ｄ为试样厚度。　上隔热材料通过丝杆组件连接伺服电机，带动上热极　上下移动，下隔热材料底部安装压力传感器，用于测试品　质量及实时工作压力。伺服电机通过丝杆驱动上热极向　下移动贴合样品，压紧后动态调节贴合压力，用于消除试　样与热极的热阻，并同时测试物品厚度。主控核心采集温　度、压力、厚度等数据；同时驱动加热器，伺服电机驱动器，　２　系统结构及测试流程　系统结构如图２所示，由微控制器ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｃ８Ｔ６　主控核心、温度采集模块、压力采集模块、伺服电机输入及　驱动、ＰＷＭ加热驱动及过流保护、蓝牙通信模块、电源、　平板检测ＡＰＰ等组成…　。　指示灯及蜂鸣器；并通过蓝牙模块接收指令及上传　数据…　。　采用稳态法测量导热系数。试样被夹在两金属棒之　匡囹　问，使用厚度为５　ｍｔｉ１热绝缘材料与箱体隔离，确保所有　能量都集中在上下热极　ｌ。测试时，一方面加热单元直　接将热量通过待测样品上平面传人样品，另一方面冷却单　元使传人样品的热量不断南样品的下平面散出，当传人的　热量等于散出的热量时样品处于稳定导热状态，这时样品　的上下平面的温度分别为一定的数值。此时，通过样品厚　度、半径、温度梯度与通过样品的热流便可计算导热系数。　具体计算过程如下：　６８　国外电子测量技术　图２系统结构　中围科技核心期刊　１己口ｌ　７年Ｉ己月　　第］６卷第１己期　１）数据采集部分主要包含：①温度信号采集，进行　温度控制及导热系数计算；②压力采集，提供样品质量　及实时压力；③伺服驱动反馈信号输入，计算移动距离　研究与开发　恒定的温度（默认６Ｏ　）；对检测物施加的压力；用于保存　截屏数据的文件路径；设备启动／停止；蓝牙连接设置；参　数设置。　及样品厚度；④开关信号输入，防止移动距离越界，损　坏机械结构。⑤过流信号采集，防止过载导致的设备　损坏　“　。　２）数据处理包含如下：①温度信号处理：使用滤波算　法及插值算法对温度信号进行处理，提高温度准确度；②　压力处理：使用滤波算法对压力信号处理，提高压力准确　度；③距离处理：对输出至伺服驱动器信号脉冲及反馈脉　冲计数，计算移动距离，防止失步；④开关信号及过流信号　处理：判断热极运动位置及工作电流，保护机械及电气装　置；⑤蓝牙收发信号处理，接收平板ＡＰＰ端发送的控制信　号，并上传采集的温度、压力等信号；⑥利用采集的温度信　号经过ＰＩＤ算法，进行ＰＷＭ输出信号的控制，达到恒温　控制目的　】。　３）数据输出：发热棒ＰＷＭ信号输出，伺服驱动器信　号输出．ＬＥＤ及蜂鸣器输出。　４）蓝牙通信：采用蓝牙串口透传，连接平板ＡＰＰ端，　进行控制信号及采集的温度、压力、位置、时间信号的　传递。　测试流程：放置样品，关闭舱门。上位机控制端（平　板）发出“启动”指令，主控板控制伺服电机驱动器驱动伺　服电机丁作，通过连接丝杆旋转带动上热极下移，同时采　集压力传感器压力值和伺服电机驱动器转数值，当压力值　达到上位机控制端（平板）设定压力值时进入压力相对稳　定阶段（随热膨胀变化调整），主控板采用ＰＷＭ方式控制　上热极内置的加热棒Ｔ作，持续加热并通过ＰＩＤ算法保证　温度点３恒定为６Ｏ℃（默认值，可预设）。每０．５　Ｓ检测６　组温度数据一次，并根据采集温度值计算导热系数及热　阻。主控板每秒通过蓝牙通信模块发送一次数据至上位　机，上位机每１０　Ｓ刷新一次图形，每次可显示共计１　２００　Ｓ　内温度曲线。　图３软件设计流程　当温度点３稳定为６Ｏ±０．１℃且保持１００　Ｓ无明显变　化时，认为温度恒定，测试完成，上位机自动截屏存储数据　于设定文件夹下。加热棒停止工作，上热极上升３０　ｍｍ，　瓮　皇：吃　：　＝　．　：：：　三一　蜂呜器响表示测试完成，转入待机状态，等待下次测量。　３系统软件设计　３．１　软件流程　１　／　系统软件流程设计如图３所示，系统启动自检后进入　待机模式，根据系统的指令进入测试温度阶段，系统采用　＠列　．－１点　、　，　ＰＩＤ算法进行温度的测试。根据温度是否达到目标值．从　而进入不同的Ｔ作状态。最后，在达到温度目标时，以蜂　呜器提示，再次进入休眠模式。　３．２上位机软件　…罔４　ＡＰＰ控制及显示　面　主界面可显示蓝牙连接状态；６组温度值“口Ｃ”；压力　ｇ’；实际Ｔ作时间“ｓ”；样品厚度“ｍｍ”；设备丁作状态；实　测样品的热阻及导热系数值；帮助信息等。　闰外电子测量技术　６９　上位机平板端ＡＰＰ如图４所示，可设定发热端需要　中国科技核心期刊　研究与开发　１　ＩＩｌ　ｌ＾　做剁】　ｌ　００　ｓ）．纵　ｌＩ　术．１Ｉｌｆ川｛１Ｉ｝，Ｊ　州１　Ｊ　“　２１１　　Ｉ７年ｉ己月　第］６卷第『己期　０　溅　＿Ｉ１Ｊ　Ｉ＇ＮＪ（』　人１　（）（）ｓ．川　ｌ　ｏ。Ｌ）．　虑ｊｊ　Ｒ｝分　｛Ｉｌ！．，Ｊ　川Ｉ　“　・　、　】　Ａ　Ｊ　（ｊｉＩ　ｆ．人　１　．Ｊ１｛ｊ　ｌ　０　ｓ”．　ｌ　”．　＾Ｊ业ｌＩ１ｉ拽ｆ　１　ｌ。’ｊ卜ｆ　次　油．Ｉ　Ｊ蔓ｆ０感　１～ｆ；　¨、ｊ　Ａ　ｆｌｌｆ、　４测试及数据分析　洲系统『』Ｉ】　小．　机＾乏、卜板终端．”逃川Ｗ　。测　＇录川　１　，Ｊ　弋　能　濉水辛ｆ１作ｌ工Ｊ冷端敞热　采　小『Ｉ『Ｊｆｉ９数拂　．逊行　功呼　Ｊ　ＪｌＩ热肢过流　｝Ｊ’　测ｉＪ｛＝、降　测　、Ｉ　ＩＩ）７１，　洲　、ｆｌＩ　ＪＪＪｆ｛　ｆＪ【洲｝Ｊ｛＝及　Ｊ洲　、　连接　测试　．　逃ｆ　系统测ｉｊ｛＝．ｔＩ刈　¨　热材料洲ｉＪ｛＝　热系数搜热『５ＩＩ。　二；　三；　”　冬１　５　测系统　１）ｌ　城（。／６＇？－…，．，ｌｌ小制冷）食ＪＪＪ哞：＿ＪＪ【ｌ热洲　『』Ｉ】｝冬Ｉ　６所，Ｊ　．乐　统『１　ＪＩ，Ｉ　３Ｏｏ　Ｉ　Ｊ、Ｊ　孑热　；Ｉ｛Ｉ　（２（）。（）』Ｊｌｉ　ｌ【‘　Ｉ‘ｆ１：ｆｌｌ【　（（Ｉｃ］。（），　濉　十占　求．Ｊｉｌｌ热Ｊ　Ｊ啐　搜述Ｊ　满　没｝ｆ　求　２）冷端　（１。（敞热ＩＩＩ１线ｎＩＩ　７所爪．数协　｝，Ｊ　“１取消热　尚ｆ　ｉｆ　Ｊ　Ｊｌ　１Ｉ　Ｊ　ｌ．系统Ｉ—ｒ　１，Ｉ　】（）（）　Ｉ＾ｌ将冷　ＩｌＩ　Ｉ　ｆ１　＾　（，１８￣Ｃ）降垒接近１　Ｉ　孙．１水柑濉Ｊ　（：｛（Ｊ。（）．１Ｊｉ＜ｌＪ　１’作　（　１～　。（　）敞热　线、卜卅，敞热效丰满址没　求　３）ＰＩＩ）祭定及测｝Ｊ１＝　８所爪：数　，Ｊｊ　Ｉ　ＩＩ）　数　７０　过祭定Ｊ．　濉控达剑　汁　求　…ｉ线ｆｌ　争卜依次为温度　传感　３、１、５点的　ｌＩｌ『温度价．　｛　：　作　热端ＰＩＩ）　制　（默认６（）。（），濉度　１、５为　”川徉Ｉ　传递　冷端　采袋　』矧）　，Ｊ÷　＆　３　ｉ　『　’　Ｉ　Ｊ业６１．８￣Ｃ．１：（）　濉　度稳定　（１０￣Ｃ，濉腹起伙土０．　．　。ｌ控效　女ｒ；热｛　通　过”．Ｉ｜ＩＩｆ之递剑冷端．　ｔ孙　ｌ度　缓慢ｆ　，　随系统　度　稳定　趋Ｊ　－　定．热、卜衔』．　洲　终　ｆ＾．阡汁　导　热系数　１）　测试．采川荚　ｌ材料　验协会（Ａ，Ｓ＿ｒＭ）的　Ａ　Ｉ、Ｍ　Ｉ）　，１　７Ｏ＿ｌ　＿　ｌｊ　Ｊｌ　Ｊｆ，Ｊ　『１　．　叫ｆＩ　３次ｉ　ｒ钎：均ｆ“　选Ｊｌ　Ｊ　ｌ　格　热　胶　：　Ｉｆ　２种．　热碓胶　，　‘Ｊ　家　ｒＩ＾７种（　一Ｉ　ｌ币ｌ，　．批『欠　料４ｊ　Ｍ　度Ｊ　：・Ｉｆ　）．¨比仪　选ＪｔＪ　　。　，　热测试仪Ｉ俞。ｆＵ　及游怀　』　等１　。邪分洲　材料及刈比测试仪　『』【　】）ＩＪｉｆ￣，ｊｔ；。　ｆＪ！１０｝Ｊ｛＝ｔ　ｉ境　Ｊ　：２５　；ｆ　Ｉ　＾Ｉ　ｆ　：　）Ｉ］１１１１；洲　』　Ｊ：　１（）（）【）＇２　ｇ；热端一ｆＩ　定　Ｊ耍：㈤｝０．】ｎ（．测　数　ｉ　求　ｌ　ｆＩ１　２　ｊｉｊｆ，ｉ　从　个　ｒ｛ｔ数　ＩｌｌＩ　，Ｊ÷．　测数扔　均满　没汁　求．ｆｌ【较　称ｆｆ［偏人．＂ｌｊ　土　ｘ＃ｉ１卜　１）ｎ胶产　ＩＴＩｉ，受Ｊ｝　，坚彤，　，　，卜热橄（冷端）礼川　饷『：　．Ｊ＝　（　）　『ｌ了、　ｆｆＩｆ偏小，　敛　洲系数俯ｆ　一Ｉｉ．随　Ｊｌ，！＝　增』Ｊｌ＿．　缩导敛的变彤　变人，偏后也　人。　测试一ｌ１．　训Ｉ１，／Ｋ力会　敛　Ｉ　热锨干¨做测材料０ｈｔｉ　小　紧常，热传　小允分．选择合适的愉洲九ｉ力科Ｉ材料变形　ｉｔｉ　２０　　Ｉ７年Ｊ己月　第］６卷第１己期　研究与开发　有关（部分检测样品可能是硅脂类流体），需臻进一步针对　不同检测样品做优化。　２）实际厂家产品为保证满足设汁要求．　成本范围内　均会稍微调高原料掺比，避免导致残次品，导热系数值比　标称值也会偏高。　３）采用对比测试仪器测得结果也显示实测值比标　称值偏高，但其偏差较小，主要原　在于采．Ｌ｝ｊ真空方　式后减少了环境温度及卒气对流对测试结果产生的　影响。　５　结　论　该文设计了一种便携式导热测试仪，选用芯片　ＳＴＭ３２Ｆ１０３作为系统控制及处理核心，手机或平板电脑　作为测试终端，灵活设定测试参数，实时　示测试数据。　经实验及数据分析证明．该系统稳定ｒＴｒ靠．测试结果满足　设计要求。设备体积小重量轻．便携易操作，测试速度快．　罔９待测样品与设备　便于现场快速测试。　表ｌ样品基本测试　伏ＳＴＣ曲线拟合研究［Ｊ］．电了测量ｌＪｊ仪器学报，　参考文献　２０１　７，３１（２）：２７２　２７９．　荆红莉．无线ＰＭ２．５测试仪的设计与实现［Ｊ］．　［１］　赵鹏，电子测量技术，２Ｏｌ６．３９（６）：１３４—１　３７．　工波，ｌ疗存明．多要素防雷装置综合测试仪研　［４］　易秀成，［２］　魏明．眼睛理疗仪智能控制器设计［Ｊ］．传感器与微系　统，２０１６，３５（６）：８５－８８．　发［Ｊ］．电子测量技术．２ｏｌ　６．３９（１ｏ）：１３（）一１　３４．　　［５］　林伟，马新香．便携式光通信综合测试仪的研制［Ｊ］．国外电子测量技术．２０１　５，３４（５）：　ｌ３－，ｔ７．　－Ｖ测试仪的光　［３］　颜奕，黄宇，陈鸣．等．基于电容阵列Ｉ中国科技核心期刊　［６］　朱萍萍，马蒙蒙．一种可配置的通用ＧＰＳ终端测试仪　【４外ｆ　子测　技术　７１　研究与开发　的研制［Ｊ］．国外电子测量技术，２０１４，３３（６）：６６—６９．　己口Ｉ　７年Ｉ己月　第］５卷第１己期一［１３］　易秀成，王波，方春明．多要素防雷装置综合测试仪研　［７７　白国政．基于ＭＥ３Ｍ—ＣＨ２０型便携式甲醛测试仪的　研制［Ｊ］．国外电子测量技术，２０１４，３３（２）：４１—４４．　发［Ｊ］．电子测量技术，２０１６，３９（１０）：１３０—１３４．　Ｅｌ４］　赵鹏，荆红莉．无线ＰＭ２．５测试仪的设计与实现［Ｊ］．　电子测量技术，２０１６，３９（６）：１３４—１３７．　Ｅ８］　张克明．基于ＦＰＧＡ和ＡＲＭ９的电压波动与闪变测　试仪设计［Ｊ］．电子测量技术，２０１３，３６（５）：８７—９０，９６．　［９］　张玉健，张江伟．自动电阻测试仪的设计及其误差处　理［Ｊ］．电子测量技术，２０１２，３５（３）：８７—８９，１１１．　［１Ｏ］　宋会平，孙荣霞，张锁良，等．太阳能电池板充放电测　［１５］　张竞择，郑敏信，王倩，等．蓄电池内压测试仪的开发　与应用［Ｊ］．电子测量技术，２０１５，３８（９）：９８一１０１，１１１．　［１６］　杜冬，尹学峰，吉小军．基于ＦＰＧＡ的脉冲信号发生／　测试仪一体化设计［Ｊ］．电子测量技术，２０１５，３８（１）：　６４—６８，９４．　试仪的设计与实现［Ｊ］．电子测量技术，２０１２，３５（１）：　２２—２４．　［１１］　陈思运，刘烃，沈超，等．基于可穿戴设备感知的智能　作者简介　家居能源优化［Ｊ］．计算机研究与发展，２０１６，５３（３）：　７０４－７１５．　陈援峰，１９７９年出生，硕士，讲师，主要研究方向为嵌　入式系统、测控技术。　Ｅ—ｍａｉｌ：１６４３３１６８５＠ｑｑ．ｃｏｒｎ　［１２］　郭银景，李玉翠，司动丽，等．电场侵人式理疗仪的设　计与实现［Ｊ］．微型机与应用，２０１４，３３（８）：１６—１８．　ＮＩ针对工业物联网发布全新的ＩＰ６７边缘节点　这款最新的工业控制器将ＩＰ６７可靠性加入高性能处理和控制应用中　２Ｏｌ７年１１月２８日，ＮＩ（美国国家仪器，Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｒｕ—　用一个控制器就能满足各种自动化需求，包括测试、视觉、运　动控制和数字Ｉ／Ｏ。”Ｆｅｄｅｒａｌ—Ｍｏｇｕｌ　Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ制造工程师　ｍｅｎｔｓ，简称ＮＩ）作为致力于为工程师和科学家提供基于平　台的系统解决方案来应对全球最严峻工程挑战的供应商，今　日宣布推出ＮＩ首款ＩＰ６７级控制器ＩＣ一３１７３工业控制器。全　Ｊｏｒｄａｎ　Ｌａｒｓｏｎ表示，“对于运动和调理Ｉ／０，使用内置的Ｅｔｈ—　ｅｒＣＡＴ主节点，大大减少了我们自行开发的自动化机器的布　线和调试时间。使用工业控制器后，与以前用于机器视觉的　新的控制器非常适合在恶劣的环境中作为工业物联网边缘　节点使用，包括喷涂制造环境、测试单元和户外环境，而且无　需保护外壳。ＩＰ６７防护等级可以确保机器在粉尘和潮湿环　境下严格按照ＩＥＣ　６０５２９标准稳定运行。　工业控制器是高性能的无风扇装置，提供高性能处理和　连接功能，适用于极端环境的自动化图像处理和控制应用。　该系列控制器最高配置２．２　ＧＨｚ的Ｉｎｔｅｌ　Ｃｏｒｅ　ｉ７双核处理　器、８　ＧＢ　ＤＤＲ３　ＲＡＭ、６４　ＧＢ存储容量、４个以太网供电　（ＰＯＥ）ＧｉｇＥ端口、两个ＵＳＢ　３．０端口和两个ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ，坚　其他相机相比，每台相机的成本也大大降低了。借助ＮＩ的　工业控制器，我们减少了机器内部的部件数量，并将所有的　控制软件集成到一个平台上，这是我们以前无法做到的。”　ＮＩ正在不断研发可支持时间敏感型网络（ＴＳＮ）的新产　品，工业控制器就属于其中的一部分。ＴＳＮ是ＩＥＥＥ　８０２．１　以太网标准的演进版，提供了分布式时间同步、低延迟和时　间关键及网络流量收敛。除了使用ＴＳＮ进行控制器之间的　通信外，工程师还可使用ＮＩ今年年初发布的基于ＴＳＮ的　ＣｏｍｐａｃｔＤＡＱ机箱来集成高度同步的传感器测量。　如需了解更多关于工业控制器如何帮助工程师开发更　高性能的图像处理、数据采集或控制系统，请访问ｗｗｗ．ｎｉ．　ｃｏｍ／ｅｎ　。ｕｓ／ｓｈｏｐ／ｄａｔａ－ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ—　ａｎｄ——ｃｏｎｔｒｏｌ／ｗｈａｔ—－ａｒｅ——ｉｎ—－　ｄｕｓｔｒｉａｌ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ．ｈｔｍｌ。　固耐用，无移动部件，ＩＰ防护等级达到ＩＰ６７。工业控制器　还包括一个用户可编程Ｘｉｌｉｎｘ　Ｋｉｎｔｅｘ－７　ＦＰＧＡ，通过提供定　制的Ｉ／０时序、同步、控制和图像协处理功能来提高系统　性能。　“ＮＩ工业控制器拥有一套强大的Ｉ／Ｏ资源，我们只需使　７２一　国外电子测量技术　中国科技核心期刊