现在无人飞翔器首要飞翔于大气对流层和平流层低层区间。该区间大气温度改动杂乱，大气环境的温度过低或过高都将直接影响无人飞翔器操控体系的正常作业。因为无人飞翔器机身需求检测温度的部位较多，监测方针比较涣散，运用单一结构的温度传感器或结冰勘探外表难以实时、全面地把握整个机身表而温度情况，因而，本规划结合已有的民用多路测温技能，提出一种依据FPGA的适用于无人飞翔器机身各部位温度检测和功用事务管理的多路温度巡检体系。该体系可在无人飞翔器飞翔进程中，依据需求循环监测各部位的温度情况，以便可以及早测出机身或许呈现的结冰低温并向体系宣布报警信号使飞机及时飞离结冰区域或敞开除冰规划，然后到达保证飞翔安全的意图。
规划计划的全体结构
无人飞翔器温度巡检设备的结构框图如图1所示。
本规划选用FPGA作为中心芯片，电源电路供电后，信号调度电路经过铂电阻传感器PT100($5.8752)将收集的电压信号经过扩大器扩大后送给A/D采样电路，A/D采样电路经过采样把模拟信号转化为数字信号后送给FPGA进行处理，处理数据后FPGA主动把处理结果送出，经过液晶显现而且与键盘电路设定的值进行比对，假如超出设定值规模，FPGA送出信号，使得蜂鸣器电路报警，继电器电路呼应，发动加热设备，图1给出了体系的全体框图。依照体系的功用要求，设备的硬件电路依据其功用划分为信号调度模块、A/D采样模块、FPGA最小体系模块等部分。
信号调度模块
体系选用惠斯通电桥接入铂电阻传感器Pt100($5.8752)信号，如图2所示。
图2中INA、INB之差与PT100阻值改动呈线性联系，经过将INA、INB改动值采样再对应铂电阻传感器P100刻度表即可换算得到实测温度。考虑到铂电阻传感器PT100探头发生的信号十分弱小，很简单遭到噪声搅扰，所以扩大电路挑选单运放构成的外表扩大器。外表扩大器具有差分式结构，对共模噪声有很强的抑制作用，一起具有较高的输入阻抗和较小的输出阻抗，十分合适对弱小信号的扩大。图2中R3，R4，R5，R6，R7，R8均选用低温漂的精细电阻，R2为多圈精细可调电阻。经过电路可以核算出：
A/D采样模块
体系选用AD7476($4.8600)作为采样芯片。该芯片是12位低功耗逐次迫临型ADC，选用单电源作业，电源电压为2.35V至5.25V，最高吞吐速率可达 1MSPS，彻底满意本体系的采样精度和速度的要求。该芯片内置一个低噪声、宽带宽采样坚持扩大器，可处理6MHz以上的输入频率。AD转化进程和数据收集进程经过CS和串行时钟SCLK进行操控，然后为器材与FPGA接口发明了条件。输入信号在CS的下降沿进行采样，而转化一起在此处发动，转化速率取决于SCLK的时钟频率。图3为AD7476的典型接线电路。
软件规划
温度巡检设备的软件以VHDL言语为根底，采样模块化的规划思路编程，分为液晶显现模块、AD采样模块、键盘输入模块、报警模块和PWM操控模块模块。图4给出了各模块之间的联系图。
体系首要经过AD采样模块对温度进行采样，将采样的数据送入温度检测模块进行处理。温度检测模块的使命是核算将采样来的温度值与体系的预设值之间的差值，使用差值的巨细来操控PWM模块输出脉冲宽度不同的脉冲波，经过脉冲波开操控继电器的通断，然后到达温度的安稳操控。
体系的定标
首要用高精度电阻箱替代铂电阻传感器Pt100对丈量体系进行定标。依据式1所示的铂电阻传感器Pt100电阻和输出电压之间的联系，经过改动电阻箱的取值来设定相对应的测验温度点标称值，经过丈量体系、A/D采样的核算，得到丈量温度显现值。依据初测数据对丈量电路、补偿电压进行校准后，完成对体系的定标作业。
体系实测
将铂电阻传感器Pt100接入丈量体系，并置入高精度恒温箱中(温控精度0.01℃)进行整个温度丈量体系定标丈量。丈量时要注意恒温箱的密封，以进步环境温度安稳性;恒温箱温度安稳后，每隔1min对同一温度点进行20次丈量。由表1中数据可见，丈量体系的最大差错为0.009℃，阐明Pt100 铂电阻传感器的定标差错较小，精度也较高，能满意高精度温度丈量体系的丈量要求，但温度高端差错较大，或许与恒温箱温度操控精度有关，有待于进一步定标。
本文提出了依据FPGA的无人飞翔器温度巡检设备的规划计划，该计划中所规划的无人飞翔器温度巡检设备使用FPGA快速性、可并行性、延时固定性等特色，可以快速，精确的检测无人机的各部件温度。经过试验验证，体系的最大差错不超越0.01度，彻底满意无人飞翔器对温度收集的要求。
