串行通信模块选用CH340G芯片，其既可以进行数据传输，也可以用作

MSP430的下载器。模块的电脑接口端用USB接口，方便热插拔。 软件方面主要涉及单片机编程和LabVIEW上位机应用程序管理平台开发。

其中，单片机编程主要包含与DS18B20通信、A/D数据采集、数据处理和与PC机 串行传输数据。用LabVIEW软件开发平台完成数据显示、分析、存储等软件平 台的开发。

2 系统设计方案分析论证

本系统针对油浸式变压器，研究设计一套高自动化的系统，以完成油浸式变 压器的温升试验和冷态电阻检测。该系统除了自动化程度高外，还要尽量选择目 前已经成熟的技术，以达到系统稳定可靠、成本低、便于使用的目的。

2。1 系统硬件结构总体设计方案

系统硬件结构总体设计方案如图2-1所示，供电模块输出稳定电压供冷态电 阻测量电路、温升测量模块和CPU模块使用，为保证冷态电阻的测量精度，需要 模块的输入电压持续稳定，这涉及到供电模块的设计。CPU从冷态电阻测量模块 读取模拟电压信号，经高分辨率A/D转换成数字量后，计算出油浸式变压器的冷 态电阻。温升测量模块需要选用精度高、抗干扰和使用方便的温度测量传感器， 该温度传感器负责实时采集变压器在温升试验过程中的温度，并将温度信号传给 CPU，由CPU完成数据转换、滤波等处理。CPU与PC机之间的通信采用USB接口， 需选择合适的通信方式，以保证数据的稳定、高速传输。PC机接收到数据后， 利用LabVIEW将数据以图形的形式显示出来并存储。

 系统硬件结构框图

2。2 温度传感器选型论证

由于油浸式变压器结构复杂、工作环境恶劣，所以选用的温度传感器必须要 兼具结构简单、抗干扰的特点。同时，为了保证油浸式变压器温升试验的温度数 据准确、可靠，选用的温度传感器需要有较高的精度。

方案一：光纤光栅传感器 光纤光栅传感器是一种波长调制型光纤传感器，主要是利用光纤材料的光敏

性，通过紫外光直接射入光纤纤芯形成反射或透射滤波器，可以直接测量物体温

度。如图2-2所示，该系统由宽带光源、耦合器、VPG模块（体积相位光栅）、 阵列探测器和微控制器模块组成。宽带光源发出的光经过耦合器，到达光栅温度 传感器，经传感器反射后的光中心波长与被测部位温度有关。反射光经过耦合器 后，进入VPG（体积相位光栅）模块，将含有不同温度数据的光波长区分开，然 后进入阵列探测器将光信号转换成电压信号，再由中央处理器处理当前温度传感 器的温度。

光纤光栅测量法具有抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、绝缘性、测温精度高和安 全性好等优点。但是该测量方法的造价高，而且整体结构复杂，对变压器的制造 工艺要求高，并且缺乏现场运行维护的经验，因而在实际生产运行中，光纤光栅 测温方法尚未得到广泛应用。

图 2-2 光纤光栅变温度监测系统结构框图

方案二：基于PT1000的测温系统

PT1000是铂热电阻，它的阻值跟温度有很好的线性关系。其阻值与温度变 化关系为：当温度为0℃时，PT1000的阻值为1000Ω，在100℃时，它的阻值约 为1385。005Ω。正是因为其与温度有非常好的线性关系，基于PT1000的测温系统 可以具有较高的精度。论文网

如图2-3所示，该系统中的恒流源驱动电路负责驱动温度传感器PT1000，将 其感知的随温度变化的电阻信号转换成可测量的电压信号。系统的精度受电流的 质量影响非常大，所以，恒流源必须要具有输出电流恒定，温度稳定性好，输出 电阻很大，输出电流小于0。5 mA（PT1000无自热效应的上限），负载一端接地， 输出电流极性可改变等特点。