CN201514291U - 智能型分体温度传感器 - Google Patents

Abstract

一种智能型分体温度传感器，包括电源、测量单元和信号处理单元，电源为测量单元和信号处理单元提供电源；测量单元的信号输出端和信号处理单元的信号输入端连接，信号处理单元还连接有输出模块和控制信号输入模块。测量单元与信号处理单元之间设有连接线缆。本实用新型简化了电路设计，提高了测量精度，同时还具有偏移校准的功能，结构小巧，只需在管道上开孔即可安装。

Description

智能型分体温度传感器

技术领域

本实用新型涉及一种温度传感器，尤其是一种可探测远距离温度的智能型分体温度传感器。

背景技术

温度传感器用于温度监控系统中，当温度达到设定的阀值时，产生检测信号，用于保护连锁保护系统。在一个系统(设备)中，需要测温的部分往往由于其位置特殊而不适合技术人员靠近或是测量，这时就需要一种测量部分和显示部分分开的智能型传感器来解决此问题。温度传感器常用热敏电阻器或数字温度传感器作为传感元件。数字温度传感器是数字接口，通信距离有限。热敏电阻器的精度高范围大但阻值变化与温度不具有线性关系，需通过软件校正或是硬件补偿，才能得到准确的温度。通常利用热敏电阻测温度采用的方法有电桥法，恒压法，恒流法。电桥由于本身具有非线性且输出的是电压信号，常用在电阻变化小，干扰小的情况。恒压法没有恒流法抗干扰能力强，而且恒压源相对恒流源要难做一些。由于分体式的探头和主体通过电缆相连，所以必须重视现场的干扰影响。

发明内容

本实用新型要解决的问题是，由于需要测温的位置特殊而导致用户对传感器的安装，操作，维护不方便，现场干扰大，精度差，具体技术方案如下：

一种智能型分体温度传感器，包括电源、测量单元和信号处理单元，电源为测量单元和信号处理单元提供电源；测量单元的信号输出端和信号处理单元的信号输入端连接，信号处理单元还连接有输出模块和控制信号输入模块。测量单元与信号处理单元之间设有连接线缆。

所述测量单元是探头，信号处理单元内设有信号处理电路；所述探头的输出端连接信号处理电路的信号输入端(具体使用时，如果所选探头输出的信号类型选择是否添加A/D转换器，例如探头输出的是模拟信号，则探头的输出端需要连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端再连接信号处理电路的信号输入端)。所述探头内设有高精度铂电阻的温度传感器，铂电阻与探头表面之间设有高导热率的导热物质。所述探头设在探棒内，探棒的直径不大于10mm。

所述信号处理电路是以单片机为核心的电路，所述信号处理电路还连接人机接口模块，人机接口模块包括输入/输出设备接口等。显示模块包括数码管显示单元和LED灯，本处的数码管显示单元为LED数码管显示单元。

所述输出模块包括滞后输出端口和窗口输出端口；控制信号输入模块是按键。

所述电源是恒流电源。

本实用新型的探头与主体(信号处理单元)可以不在同一位置，两者之间距离最长可达30m；探头内部用高精度铂电阻做温度传感器，并采用高导热率的导热物质来传到热量；采用恒流法激励铂电阻，电流为1mA，恒流源电路全部采用高精度的元件；采用耐高温带屏蔽的电缆；用单片机内搭载的软件算法来解决铂电阻的非线性问题。

本实用新型简化了电路设计，提高了测量精度，同时还具有偏移校准的功能，结构小巧，只需在管道上开孔即可安装。

附图说明

图1是实施例的结构框图。

图2是实施例滞后输出示意图。

图3是实施例窗口输出示意图。

图4是实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

一种智能型分体温度传感器，包括电源、测量单元和信号处理单元2，电源为测量单元和信号处理单元提供电源；测量单元的信号输出端和信号处理单元的信号输入端连接，信号处理单元还连接输出模块和控制信号输入模块。测量单元与信号处理单元之间设有连接线缆3。

所述测量单元是探头，信号处理单元内设有信号处理电路；所述探头的输出端连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接信号处理电路的信号输入端。所述连接信号处理电路是以单片机为核心的电路，所述信号处理电路的输出端还连接显示模块。所述输入输出模块包括滞后输出端口和窗口输出端口。所述探头内设有高精度铂电阻的温度传感器，铂电阻与探头表面之间设有高导热率的导热物质。所述电源是恒流电源。所述探头设在探棒1内，探棒1的直径不大于10mm。

所述信号处理电路是以单片机为核心的电路，所述信号处理电路还连接人机接口模块，人机接口模块包括输入/输出设备接口等，例如串行、并行接口电路等。显示模块包括LED数码管显示单元和LED灯。所述输出模块包括滞后输出端口和窗口输出端口；控制信号输入模块是按键。所述电源是恒流电源。

本例中，探棒1直径8mm，探棒1为不锈钢探棒，结构小巧，只需在管道上开孔即可安装，探头直径只有8mm，几乎不产生任何压力损失；不锈钢的探棒1增加了产品的耐腐蚀性；由于采用了单片机处理数据，用户操作更加灵活。

如图1所示，本例的探头的输出端连接单片机，经单片机处理数据后在显示模块上显示温度，由于使用单片机处理数据，有多种输出方式供用户选择，输出可以通过菜单选择输出端口：滞后输出和窗口输出。

滞后输出，如图2：如果系统温度与预设的差不多，那么滞后现象保持在输出平稳的状态。当系统温度升高的时候，输出端能够达到打开开关的点(SP1)；当系统温度再一次降低时，输出端能够达到关闭开关的点(rP1)。滞后调整的方法为：首先打开开关的点确定好，然后根据要求的不同再重新确定。图中，Hno是指常开迟滞量、Hnc是指常闭迟滞量。

窗口输出，如图3：通过窗口的作用能监测到明确的可以被接受的值。当系统温度在开(SP1)和关(rP1)之间变化时，输出接通(窗口作用/NO)或不接通(窗口作用/NC)。通过SP1和rP1的不同可以设定窗口的宽度，SP1为上面的值，rP1为下面的值。图中，Fno是指窗口常开，Fnc是指窗口常闭。

本例的探头部分采用A级PT1000铂电阻做温度传感器，封装在探头内部，并灌注高导热系数的导热硅胶，以提高测温的敏感度和精度。恒流源采用高精度的恒流源电路，电流为1mA，恒定的电流经过耐高温带屏蔽的电缆加在阻值受温度变化的铂电阻上从而产生了随温度变化的电压值，这个电压经过单片机的内部处理转变成显示单元上的温度值，由于铂电阻的非线性，所以在软件上做了线性化算法，补偿了铂电阻的误差。

本例的显示单元是采用LED数码管显示单元和LED灯。除了数码管显示温度和菜单之外，红色超亮的LED灯，用来显示当前的温度单位和开关量的输出状态，使用户对当前传感器的状态一目了然。本例采用高精度铂电阻和高精度恒流源电路，这样不仅大大简化了电路设计，同时还提高了测量的精度，同时还可以结合软件使本传感器具有偏移校准的功能。

Claims (9)

1.一种智能型分体温度传感器，包括电源、测量单元和信号处理单元，电源为测量单元和信号处理单元提供电源；测量单元的信号输出端和信号处理单元的信号输入端连接，信号处理单元还连接输出模块和控制信号输入模块，其特征是测量单元与信号处理单元之间设有连接线缆。

2.根据权利要求1所述的智能型分体温度传感器，其特征是所述测量单元是探头，信号处理单元内设有信号处理电路；所述探头的输出端连接连接信号处理电路的信号输入端。

3.根据权利要求2所述的智能型分体温度传感器，其特征是所述探头内设有高精度铂电阻的温度传感器，铂电阻与探头表面之间设有高导热率的导热物质。

4.根据权利要求2或3所述的智能型分体温度传感器，其特征是所述探头设在探棒内，探棒的直径不大于10mm。

5.根据权利要求2所述的智能型分体温度传感器，其特征是所述信号处理电路是以单片机为核心的电路，所述信号处理电路还连接人机接口模块。

6.根据权利要求5所述的智能型分体温度传感器，其特征是所述显示模块包括数码管显示单元和LED灯。

7.根据权利要求1所述的智能型分体温度传感器，其特征是所述输出模块包括滞后输出端口和窗口输出端口。

8.根据权利要求1所述的智能型分体温度传感器，其特征是控制信号输入模块是按键。

9.根据权利要求1所述的智能型分体温度传感器，其特征是所述电源是恒流电源。

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