Implementación de un sistema multicanal de medida de temperatura con termopares

Abstract

Este proyecto fin de carrera tiene como finalidad el diseño e implementación de un sistema multicanal de medida de temperaturas con termopares con procesado digital.
Se ha realizado un prototipo de cuatro canales con conexión de termopar, que es el tipo de sensor utilizado para realizar dichas medidas. La tensión generada por el termopar es procesada mediante un conversor de termopar a digital con salida en interfaz modo serie o SPI (Serial Peripheral Interface). El control de dicha comunicación se realiza por medio de un Array de Puertas Lógicas Programables o FPGA (Field Programmable Gate Array), en concreto se ha utilizado una plataforma de desarrollo modelo Virtex-5 de la empresa Xilinx. Esta tarjeta se ha programado también para el procesado software y la posterior comunicación serie con el PC, el cual consta de una interfaz de usuario donde se muestran los resultados de las medidas en tiempo real.
El proyecto ha sido desarrollado en colaboración con una empresa privada dedicada principalmente al diseño electrónico. La finalidad de este prototipo es el estudio de una actualización del bloque de medida para el control de las curvas de temperatura de un equipo de reparación aeronáutica.
En esta memoria se describe el proceso realizado para el desarrollo del prototipo, incluye la presentación de los estudios realizados y la información necesaria para llevar a cabo el diseño, la fabricación y la programación de los diferentes bloques que componen el sistema.
ABSTRACT. The aim of this project is to implement a multichannel temperature measurement system with digital processing, using thermocouples.
A four-channel prototype with thermocouple connection has been built. The thermocouple voltage is converted to digital line using a Thermocouple-to-Digital Converter with a Serial Perpheral Interface (SPI) output. The master which controls
this communication is embedded in a Field Programmable Gate Array (FPGA), specifically the Xilinx Virtex-5 model. This FPGA also has the code for software temperature processing and the prototype to PC serial communication embedded. The
PC user interface displays the measurement results in real time.
This project has been developed at a private electronics design company. The company wants to study an update to change the analogue temperature controller equipment to a digital one. So this prototype studies a digital version of the temperature measurement block.
The processes accomplished for the prototype development are detailed in the next pages of this document. It includes the studies and information needed to develop the design, manufacturing process and programming of the blocks which
integrate with the global system.