CN202814584U - 一种温控设备的温度测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温控设备的温度测量系统，包括依次连接的温度采集模块（202）、信号切换模块（203）、信号放大模块（204）、信号隔离模块（205）、模数转换模块（206）和控制处理模块（208），温度采集模块（202）将温度测量信号转化成模拟电压信号，信号切换模块（203）分时接收多路温度测量的电压信号、再通过信号放大模块（204）将电压信号放大，然后通过信号隔离模块（205）将电压信号进行隔离后送到模数转换模块（206）转换为温度数字信号供控制处理模块（208）使用，使得传送给控制处理模块（208）的是经过电气隔离后的信号，避免了强电传给控制处理模块（208）构成部分回路而造成的干扰甚至破坏，提高了运行安全性和可靠性。

Description

一种温控设备的温度测量系统

技术领域

   本实用新型涉及一种温度测量系统，特别涉及一种温控设备的温度测量系统。 

背景技术

目前，传统的温控设备的温度测量系统如图1所示，由依次连接的温度采集模块102，信号放大模块104，模数转换模块106和控制处理模块108组成。温度采集模块102与被测温度物体相连，通过感应被测物体的温度而输出与温度成比例的热电偶电压信号；信号放大模块104连接到温度采集模块输出端接收被测物体的温度对应的电压信号，并对电压信号进行放大，然后通过模数转换模块106将电压信号转换为温度值送到控制处理模块108进行处理。此方式中温度采集模块和电热机构直接装在温控设备上，且信号没有进行隔离，由于在使用中经常发生漏电现象，且电热机构的强电（大于220V）通过温度采集模块102传到控制处理模块108上构成部分回路（比如注塑机的温度测量系统中可用多个热电偶来采集温度，多个热电偶分别直接装在注塑机的料管上，发热圈也是装在注塑机的料管上，发热圈的强电通过热电偶传到控制处理模块上构成部分回路），导致干扰控制处理模块108，甚至烧毁整个电路板，造成较大的损失。 

实用新型内容

本实用新型的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本实用新型而学习。 

为克服现有技术中因强电而导致构成部分回路造成干扰甚者破坏的问题，本实用新型提供一种温控设备的温度测量系统。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下： 

该温控设备的温度测量系统包括依次连接的温度采集模块、信号切换模块、信号放大模块、信号隔离模块、模数转换模块和控制处理模块，其中：温度采集模块与被测温控设备相连感应被测温控设备的温度而输出与温度成比例的电压信号；信号切换模块的输入端连接到温度采集模块的所有输出端，用于分时接收多路温度测量的电压信号；信号放大模块的输入端与信号切换模块的输出端相连，对接收的一路电压信号进行放大；信号隔离模块的输入端连接到信号放大模块的输出端，用于对放大后的温度测量的电压信号进行隔离，并将隔离后的信号输出到模数转换模块；模数转换模块用于将接收的温度电压信号转换为对应的温度数字信号并输出给控制处理模块；控制处理模块用于接收温度数字信号，并控制各器件操作。

优选地，上述方案中，温度采集模块中可以用多路热电偶或者其他温度传感器进行温度测量。 

根据本实用新型的实施例，即使强电通过温度采集模块传到控制处理模块上，也不会干扰控制处理模块或烧毁电路板，提高了运行的安全性和可靠性，减少了损失。 

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。 

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本实用新型，本实用新型的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本实用新型的解释说明，而不构成对本实用新型的任何意义上的限制，在附图中： 

图1为本实用新型相关技术中的温控设备的温度测量系统结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种温控设备的温度测量系统结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种信号放大模块的实施例电路结构图；

图4为本实用新型提供的一种信号隔离模块的实施例电路结构图； 

图5为本实用新型提供的一种注塑机的温度测量系统的实施例电路结构图。

具体实施方式

如图2为本实用新型提供的一种温控设备的温度测量系统结构示意图，该系统包括依次连接的温度采集模块202、信号切换模块203、信号放大模块204、信号隔离模块205、模数转换模块206和控制处理模块208，其中： 

温度采集模块202与被测温控设备相连感应被测温控设备的温度而输出与温度成比例的电压信号；

信号切换模块203的输入端连接到温度采集模块202的所有输出端，用于分时接收多路温度测量的电压信号；

信号放大模块204的输入端与信号切换模块203的输出端相连，对接收的一路电压信号进行放大；

信号隔离模块205的输入端连接到信号放大模块204的输出端，用于对放大后的电压信号进行隔离，并将隔离后的电压信号输出到模数转换模块206；

模数转换模块206用于将所述隔离后的电压信号转换为对应的温度数字信号并输出给控制处理模块208；

控制处理模块208用于接收温度数字信号，并控制各器件操作。

通过本实用新型的实施例，将测量的温度信号转化成模拟电压信号，分时接收多路温度测量的电压信号、再将切换到的电压信号放大，然后将放大的电压信号进行隔离后转换为温度数字信号供控制处理模块使用，使得传送给控制处理模块的是经过电气隔离后的信号，避免了强电传给控制处理模块构成部分回路而造成的干扰甚至破坏，提高了运行安全性和可靠性。 

如图3为本实用新型提供的一种信号放大模块的实施例电路结构图，该信号放大模块包括第一运算放大器及其辅助电路,组成一个同相放大电路，对温度测量信号进行放大处理,放大后的信号通过输出端连接信号隔离模块的输入端。 

通过本实施例的信号放大模块，对输入的电压信号进行放大，并将放大后的电压信号输出到信号隔离模块进行电气隔离，衰减干绕信号而提高了测量的精确度。 

如图4为本实用新型提供的一种信号隔离模块的实施例电路结构图，该信号隔离模块包括依次串接的第二运算放大器、光耦、第三运算放大器及其辅助电路，其中： 

第二运算放大器用于把电压信号转变成电流信号；光耦用于对输入和输出的信号进行隔离；第三运算放大器用于把光耦输出的电流信号转变为电压信号，并增强负载驱动能力；第三运算放大器的输出端将隔离后的信号送到模数转换模块的输入端进行模数转换。

通过本实施例的信号隔离模块，采用前级放大电路电源隔离，对信号放大模块放大后的温度测量信号进行隔离，光偶前后级运放的电源是不同的,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力，防止高压窜入低压器件造成干扰甚者并将其烧毁。 

如图5 为本实用新型提供的一种注塑机的温度测量系统的实施例电路结构图，需要说明的是上述图3、4中的技术特征在本是实施例中可以组合使用。本实施例中： 

温度采集模块202中采用热电偶作为温度传感器，将多个热电偶分别与注塑机的料管相连，通过感应料管各段的温度而输出与各自温度成比例的热电偶电压信号，热电偶的输出端，接到多路模拟开关输入端。热电偶测温的测量范围0到800摄氏度，当然，也可以采用其他类型温度传感器。

信号切换模块203可以采用一个多路模拟开关及其辅助电路实现，多路模拟开关的输入端分别与各个热电偶输出端分别相连，对多路热电偶的电压信号进行多路切换一路到信号放大器的输入端。本实施例中的多路模拟开关采用通过CMOS模拟开关来实现切换多路热电偶电压信号，为8选1模拟开关，8个热电偶通道共用一个放大器，节省了成本。 

信号放大模块204的输入连接到多路模拟开关的输出端，对多路模拟开关切换的电压信号进行放大，并将放大后的信号输出到信号隔离模块205，详细电路组成这里不再重复。

信号隔离模块205包括依次串接的第二运算放大器、光耦、第三运算放大器及其辅助电路，第二运算放大器用于把电压信号转变成电流信号；光耦用于对输入和输出的信号进行隔离；第三运算放大器用于把光耦输出的电流信号转变为电压信号，并增强负载驱动能力；第三运算放大器的输出端将隔离后的信号送到模数转换模块206的输入端进行模数转换。 

模数转换模块206的输入连接到信号隔离模块的输出端，将信号隔离模块205输出的模拟电压信号，通过模数转换芯片转换成数字信号,提供给控制处理模块。本实施例中控制处理模块采用的是微电脑，微电脑的输入端连接模数转换模块206的输出端，多路电偶的各选择控制端均通过相应的地址线分别经隔离，通过逻辑地址来选择热电偶通道，三条地址线可选择8个通道。 

通过本实用新型实施例的注塑机用的温度测量系统采用了单独电源和光偶进行信号隔离, 即光偶前后级运放的电源是不同的，温度采集模块、信号切换模块、信号放大模块和信号隔离模块的输入部分同一组电源，信号隔离模块的输出部分、模数转换模块和控制处理模块的电源共另一组电源，从而克服了因发生漏电而导致发热圈上的强电（220V以上）通过热电偶传到控制处理模块上构成部分回路干扰甚者破坏注塑机控制系统，提高了注塑机的安全可靠性，结构简单，成本低，并且不影响测量精度。    

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质，可以有多种变型方案实现本本实用新型。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims (8)

1.一种温控设备的温度测量系统，其特征在于，该系统包括依次连接的温度采集模块（202）、信号切换模块（203）、信号放大模块（204）、信号隔离模块（205）、模数转换模块（206）和控制处理模块（208），其中：

所述温度采集模块（202）与被测温控设备相连感应被测温控设备的温度而输出与温度成比例的电压信号；

所述信号切换模块（203）的输入端连接到温度采集模块（202）的所有输出端，用于分时接收多路温度测量的电压信号；

所述信号放大模块（204）的输入端与信号切换模块（203）的输出端相连，对接收的一路电压信号进行放大；

所述信号隔离模块（205）的输入端连接到所述信号放大模块（204）的输出端，用于对放大后的电压信号进行隔离，并将隔离后的电压信号输出到模数转换模块（206）；

所述模数转换模块（206）用于将所述隔离后的电压信号转换为对应的温度数字信号并输出给所述控制处理模块（208）；

所述控制处理模块（208）用于接收温度数字信号，并控制各器件操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号切换模块（203）包括多路模拟开关及其辅助电路，其中：

所述多路模拟开关的输入端与温度采集模块（202）的输出端分别相连，用于切换多路温度测量的电压信号中的一路到所述信号放大模块（204）的输入端。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多路模拟开关为8选1模拟开关。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号放大模块（204）包括第一运算放大器及其辅助电路，所述第一运算放大器及其辅助电路用于组成一个同相放大电路，对所述电压信号进行放大处理，放大后的电压信号通过输出端连接所述信号隔离模块（205）的输入端。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号隔离模块（205）包括依次串接的第二运算放大器、光耦、第三运算放大器及其辅助电路，其中：

所述第二运算放大器用于把电压信号转变成电流信号；

所述光耦用于对输入和输出的电压信号进行隔离；

所述第三运算放大器用于把光耦输出的电流信号转变为电压信号，并增强负载驱动能力。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述温度采集模块（202）采用多个热电偶作为温度传感器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述温控设备为注塑机。

8.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的温控设备的温度测量系统，其特征在于，所述温控设备为注塑机。

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