2018年10月21日， 核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)計量測試聯(lián)盟成立儀式暨核電儀器儀表計量測試技術(shù)研討會在上海舉行。中國工程院葉奇蓁院士、 市場監(jiān)督管理總局計量司張益群副司長、上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會韋平副主任、上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局陶永華副局長以及 核局、上海市核電辦公室、中國計量測試學(xué)會和上海市計量測試技術(shù)研究院負(fù)責(zé)人出席會議，共同見證聯(lián)盟成立并為聯(lián)盟揭牌。 　　張益群副司長代表 市場監(jiān)督管理總局計量司，對 核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)計量測試聯(lián)盟的成立表示熱烈的祝賀。他強(qiáng)調(diào)，產(chǎn)業(yè)計量測試聯(lián)盟是建設(shè) 產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系的重要載體，是服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要平臺。核電儀器儀表聯(lián)盟要形成服務(wù)核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大合力，提高企業(yè)在創(chuàng)新發(fā)展中的主體作用和創(chuàng)新投入強(qiáng)度，探索建立開放包容、優(yōu)勢互補(bǔ)、互惠互利、合作共贏的可持續(xù)合作模式，加大計量科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流和人才培養(yǎng)。他期待， 核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)計量測試聯(lián)盟能集眾智、匯眾力，敢于擔(dān)當(dāng)、勇于創(chuàng)新，以持之以恒、鍥而不舍的精神，為加快我國核電裝備的國產(chǎn)化、促進(jìn)核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)升級、服務(wù)“一帶一路”倡議做出貢獻(xiàn)。 　　韋平副主任指出，在當(dāng)前國際形勢風(fēng)云變幻的大背景下，核電關(guān)鍵儀器儀表國產(chǎn)化工作更加任重道遠(yuǎn)、意義重大。聯(lián)盟集聚了包括企業(yè)、科研院所、高校等產(chǎn)業(yè)鏈在內(nèi)的各方優(yōu)勢資源，發(fā)揮了各功能主體的創(chuàng)新疊加效應(yīng)，在解決產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性問題等方面形成了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。上海市經(jīng)濟(jì)與信息化委員會、上海市核電辦公室將繼續(xù)大力支持 核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)計量測試聯(lián)盟的工作，希望聯(lián)盟未來成為服務(wù)政府和行業(yè)各單位的紐帶，以及促進(jìn)行業(yè)持續(xù)發(fā)展的“助推器”，共同為建設(shè)天藍(lán)、地綠、水凈、宜居、、美麗的家園貢獻(xiàn)力量! 　　陶永華副局長表示，上海一直都秉承服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的理念，努力建設(shè)卓越的全球城市，加快推進(jìn)上?！拔鍌€中心”建設(shè)，積極打響 　　“四大品牌”。上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)揮產(chǎn)業(yè)計量服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)支撐作用，支持 產(chǎn)業(yè)計量測試中心建設(shè)。他希望，聯(lián)盟能圍繞急需解決的測量測試瓶頸問題實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)核電儀器儀表可測量、可計量領(lǐng)域的突破;發(fā)揮聯(lián)盟平臺極強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)效應(yīng)和技術(shù)外溢效應(yīng)，服務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量和創(chuàng)新發(fā)展;以創(chuàng)新驅(qū)動為導(dǎo)向，引領(lǐng)構(gòu)建現(xiàn)代先進(jìn)測量體系，為我國核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有效的計量保障。 　　上海市計量測試技術(shù)研究院邵力院長致歡迎詞并表示，在 市場監(jiān)督管理總局的關(guān)心和支持下，在上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的指導(dǎo)幫助下，上海市計量測試技術(shù)研究院按照“三全一前”的建設(shè)理念全力推進(jìn) 核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)計量測試中心的建設(shè)。即將成立的 核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)計量測試聯(lián)盟將通過技術(shù)能力合作共同開展科研項(xiàng)目攻關(guān)、參與相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定等形式為核電儀表產(chǎn)業(yè)計量科技發(fā)展提供技術(shù)支持，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和在國際市場的競爭力貢獻(xiàn)一份力量。 　　為進(jìn)一步技術(shù)能力、實(shí)現(xiàn)核電儀器儀表關(guān)鍵技術(shù)有所突破， 核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)計量測試中心特聘請以葉奇蓁院士為主任委員的17位專家組成專家委員會，指導(dǎo)聯(lián)盟開展關(guān)鍵領(lǐng)域、關(guān)鍵參數(shù)的測量技術(shù)研究。會上為專家頒發(fā)了聘書，并為首批38家聯(lián)盟單位授牌。 　　會議期間還進(jìn)行了核電儀器儀表計量測試技術(shù)研討，葉奇蓁院士作“中國核電與核電儀控”特邀報告，李波博士作“區(qū)塊鏈+未來”專題報告。 　　中核核電運(yùn)行管理有限公司劉崇都副總經(jīng)理、中核集團(tuán)三門核電有限公司范福平副總經(jīng)理也在大會發(fā)言，他們認(rèn)為計量測試技術(shù)是保證核電站運(yùn)行的技術(shù)基礎(chǔ)，將積極參與聯(lián)盟各項(xiàng)合作工作，發(fā)揮核電運(yùn)行企業(yè)優(yōu)勢資源，為推動核電儀表國產(chǎn)化、促進(jìn)核電儀器儀表產(chǎn)業(yè)升級做出積極貢獻(xiàn)。 　　來自生態(tài)環(huán)境部核與輻射中心、中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院、中國原子能科學(xué)研究院、中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所、中核核電運(yùn)行管理有限公司、中核集團(tuán)三門核電有限公司、中國航空工業(yè)集團(tuán)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東華理工大學(xué)、上海核工程研究設(shè)計院有限公司、國核工程有限公司、上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責(zé)任公司、北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司、上海材料研究所、上海國纜檢測中心有限公司、上海自動化儀表有限公司、重慶川儀自動化股份有限公司等全國核電儀器儀表行業(yè)的專家和聯(lián)盟單位代表共計100余人參加會議。 zyclxmzsw

　　圖1中的電路專為使用 ADT7320同時測量3個K型熱電偶而設(shè)計，該器件是一款±0.25°C精度、16位數(shù)字SPI溫度傳感器。zyclxmzsw 　　熱電偶電壓測量 　　采用熱電偶連接器和濾波器作為熱電偶與AD7793 ADC之間的接口。每個連接器（J1、J2和J3）都直接與一組差分ADC輸入相連。AD7793輸入端的濾波器可在信號到達(dá)ADC的AIN （+）和AIN（?）輸入端之前降低任何熱電偶引腳上疊加的噪聲。AD7793集成片內(nèi)多路復(fù)用器、緩沖器和儀表放大器，可放大來自熱電偶測量結(jié)點(diǎn)的小電壓信號。 　　冷結(jié)測量 　　ADT7320精密16位數(shù)字溫度傳感器用于測量基準(zhǔn)結(jié)（冷結(jié)） 溫度，其精度在?20°C至+105°C溫度范圍內(nèi)可達(dá)±0.25°C。 ADT7320完全經(jīng)過工廠校準(zhǔn)，用戶無需自行校準(zhǔn)。它內(nèi)置一個帶隙溫度基準(zhǔn)源、一個溫度傳感器和一個16位Σ-Δ型 ADC， 用來測量溫度并進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換， 分辨率為 0.0078°C。 　　AD7793和ADT7320均利用系統(tǒng)演示平臺 （EVAL-SDP-CB1Z）由SPI接口控制。此外，這兩個器件也可由微控制器控制。 　　圖2. EVAL-CN0172-SDPZ電路評估板 　　圖2顯示帶有3個K型熱電偶連接器的EVAL-CN0172-SDPZ 電路評估板，AD7793 ADC， 和ADT7320溫度傳感器安裝在獨(dú)立柔性印刷電路板（PCB）的兩塊銅觸點(diǎn)之間，用于基準(zhǔn)溫度測量。 　　圖3是安裝在獨(dú)立柔性PCB上ADT7320 的側(cè)視圖，該器件插在熱電偶連接器的兩個銅觸點(diǎn)之間。圖3中的柔性PCB更薄更靈活，比小型FR4類PCB更具優(yōu)勢。它允許將ADT7320巧妙地安裝在熱電偶連接器的銅觸點(diǎn)之間，以盡量降低基準(zhǔn)結(jié)和ADT7320之間的溫度梯度。 　　圖3. 安裝在柔性PCB上ADT7320的側(cè)視圖 　　小而薄的柔性PCB還能使ADT7320快速響應(yīng)基準(zhǔn)結(jié)的溫度變化。 圖4顯示ADT7320的典型熱響應(yīng)時間。 　　圖4.ADT7320典型熱響應(yīng)時間 　　本解決方案較為靈活，允許使用其它類型的熱電偶，如J型或T型。本電路筆記中，選擇K型是考慮到其更受歡迎。實(shí)際選用的熱電偶具有裸露 。測量結(jié)位于探頭壁（probe wall）之外，暴露在目標(biāo)介質(zhì)中。 　　采用裸露 的優(yōu)勢在于，它能提供 的熱傳導(dǎo)率、具有快的響應(yīng)時間，并且成本低、重量輕。不足之處是容易受到機(jī)械損壞和腐蝕的影響。因此，不適合用于惡劣環(huán)境。但在需要快速響應(yīng)時間的場合下，裸露 是 選擇。若在工業(yè)環(huán)境中使用裸露 ，則可能需對信號鏈進(jìn)行電氣隔離。可使用數(shù)字隔離器達(dá)到這一目的 （見 　　不同于傳統(tǒng)的熱敏電阻或電阻式溫度檢測器（RTD）， ADT7320是一款完全即插即用型解決方案，無需在電路板裝配后進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)，也不會因校準(zhǔn)系數(shù)或線性化程序而消耗處理器或內(nèi)存資源。它在3.3 V電源下工作時的典型功耗僅為700μW，避免了會降低傳統(tǒng)電阻式傳感器解決方案精度的自發(fā)熱問題。 　　精密溫度測量指南 　　下列指南可確保ADT7320地測量基準(zhǔn)結(jié)溫度。 　　電源： 如果ADT7320 從開關(guān)電源供電，可能產(chǎn)生50 kHz以上的噪聲，從而影響溫度精度。為了防止此缺陷，應(yīng)在電源和VDD. 之間使用RC濾波器。所用元件值應(yīng)仔細(xì)考慮，確保電源噪聲峰值小于1 mV 　　去耦： ADT7320必須在盡可能靠近 VDD 的地方安裝去耦電容，以確保溫度測量的精度。使用諸如0.1μF高頻陶瓷類型的去耦電容。此外，還應(yīng)使用一個低頻去耦電容與高頻陶瓷電容并聯(lián)，如10μF 至 50 μF 鉭電容。 　　 熱傳導(dǎo)： 塑料封裝和背面的裸露焊盤（GND）是基準(zhǔn)結(jié)至ADT7320的主要熱傳導(dǎo)路徑。由于銅觸點(diǎn)與ADC輸入相連，本應(yīng)用中無法連接背面的焊盤，因?yàn)檫@樣做會影響 ADC輸入的偏置。 　　精密電壓測量指南 　　下列指南可確保AD7793地測量熱電偶測量結(jié)電壓。 　　去耦：AD7793必須在盡可能靠近AVDD 和 DVDD 的地方安裝去耦電容，以確保電壓測量的精度。應(yīng)將0.1 μF陶瓷電容與 10 μF鉭電容并聯(lián)，將AVDD去耦到GND。此外，應(yīng)將0.1 μF 陶瓷電容與10 μF鉭電容并聯(lián)，將DVDD去耦到GND。 更多有關(guān)接地、布局和去耦技巧的討論，請參考Tutorial MT-031 和 Tutorial MT-101 　　濾波：AD7793的差分輸入用于熱電偶線路上的大部分共模噪聲。例如，將組成差分低通濾波器的R1、R2和C3放置在AD7793的前端，可熱電偶引腳上可能存在的疊加噪聲。C1和C2電容提供額外的共模濾波。由于輸入ADC 的AIN（+）和AIN（?）均為模擬差分輸入，因此，模擬調(diào)制器中的多數(shù)電壓均為共模電壓。AD7793的出色共模抑制（100 dB小值）進(jìn)一步了這些輸入信號中的共模噪聲。 　　本方案解決的其它難題 　　下文總結(jié)了本解決方案是如何解決前文提到的其它熱電偶相關(guān)難題。 　　熱電偶電壓放大：熱電偶輸出電壓隨溫度的變化幅度只有每度幾μV。本例中所用的常見K型熱電偶變化幅度為41μV/°C。這種微弱的信號在ADC轉(zhuǎn)換前需要較高的增益級。 AD7793內(nèi)部可編程增益放大器（PGA）能夠提供的 增益為128。本解決方案中的增益為16，允許AD7793通過內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源運(yùn)行內(nèi)部滿量程校準(zhǔn)功能。 　　熱電偶的非線性校正：AD7793在寬溫度范圍（–40°C至 +105°C）內(nèi)具有出色的線性度，不需要用戶校正或校準(zhǔn)。為了確定實(shí)際熱電偶溫度，必須使用美國 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）所提供的公式將參考溫度測量值轉(zhuǎn)換成等效熱電電壓。此電壓與AD7793測量的熱電偶電壓相加，然后再次使用NIST公式將兩者之和再轉(zhuǎn)換回?zé)犭娕紲囟?。另一種方法涉及查找表的使用。然而，若要獲得同樣的精度，查找表的大小可能有較大不同，這就需要主機(jī)控制器為其分配額外的存儲資源。所有處理均通過EVAL-SDP-CB1Z以軟件方式完成。EVAL-SDP-CB1Z以軟件方式完成。 　　欲查看完整原理圖和EVAL-CN0172-SDPZ的布局，請參見 CN-0172設(shè)計支持包： 　　常見變化 　　對于精度要求較低的應(yīng)用，可用 AD7792 16位Σ-Δ 型ADC 替代 AD7793 24位Σ-Δ 型ADC對于基準(zhǔn)溫度測量，可用 ±0.5°C精度的 ADT7310 數(shù)字溫度傳感器替代±0.25°C精度的 ADT7320. AD7792和ADT7310均集成SPI接口。