CN203216630U - 一种温度自动检测系统 - Google Patents

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CN203216630U CN 201320234097 CN201320234097U CN203216630U CN 203216630 U CN203216630 U CN 203216630U CN 201320234097 CN201320234097 CN 201320234097 CN 201320234097 U CN201320234097 U CN 201320234097U CN 203216630 U CN203216630 U CN 203216630U
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CN 201320234097
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周志民
李晓艳
宋建强
杨雪珊
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大连测控技术研究所
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Abstract

本实用新型涉及一种温度自动检测系统,主要是由测温电路和温度自校电路两部分构成,其中测温电路采用恒流源供电,温度传感器输出经信号调理放大电路、A/D转换器与单片机连接,单片机上连接有显示器;温度自校电路采用恒流源供电,校准电阻的输出经信号调理放大电路、A/D转换器与单片机连接,单片机上连接有显示器。其特点是:电路结构简单,独立的测温电路和稳定的恒流源设计以及温度自校补偿功能,大大降低外部因素对系统的影响,提高了测量精度及测量的准确性,系统长期运行稳定可靠。

Description

—种温度自动检测系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种传感测控技术,特别是一种温度自动检测系统。
背景技术
[0002] 传统温度检测大多是手动操作,使用液体温度计进行温度检测。随着自动化检测仪器逐渐取代手动仪器,温度自动检测系统是大势所趋。在温度自动精密检测领域中,系统搭建方式对测量结果影响很大。温度自动检测常采用Ptioo钼电阻作为测量温度传感器,由于钼电阻的阻值仅为100 Ω ((TC时),按照传统电路连接方式,当连接导线较长时,系统会因为导线累积电阻增大而降低测量精度。因为Ptioo钼电阻传感器的温度系数为3850ppm/°C,即在100°C时它的阻值约为138.5 Ω,如果导线电阻为0.385 Ω,就产生1°C的误差。同时由于系统中元器件老化、温漂等原因容易造成的信号输出误差,均会引起系统温度测量精度不高的缺陷。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种结构简单、检测精度高、具有自校功能的温度自动检测系统。克服了因温度自动检测系统中导线电阻、元器件老化、温漂等因素影响导致输出误差等问题。
[0004] 本实用新型的技术解决方案是:一种温度自动检测系统,其特征在于该系统主要是由测温电路和温度自校电路两部分构成,其中测温电路采用恒流源供电,温度传感器输出经信号调理放大电路、A/D转换器与单片机连接,单片机上连接有显示器;温度自校电路采用恒流源供电,校准电阻的输出经信号调理放大电路、A/D转换器与单片机连接,单片机上连接有显示器。
[0005] 温度传感器和校准 电阻采用多路转换开关与恒流源连接,温度传感器和校准电阻输出通过多路转换开关与信号调理放大电路连接,信号调理放大电路输出经A/D转换器与单片机连接,单片机上连接有显示器。
[0006] 所述的温度传感器是由钼热电阻丝,护套,绝缘骨架,绝热石棉纤维及引线构成,位于护套内的绝缘骨架上绕制钼热电阻丝,钼热电阻丝上连接有引线,在护套与绝缘骨架之间填充有绝热石棉纤维。
[0007] 本实用新型提供的温度自动检测系统,通过采用恒流源稳定供电,因温度传感器驱动电流与输出电压信号是完全独立的,即测温电路中温度传感器输出电流不会因连接导线电阻的变化而受到影响,保证测量精度和校对的及时性、准确性。同时,设置相互独立的测温电路和温度自校电路,两电路的工作切换是通过单片机控制多路转换开关实现,可以实现系统温度的自动校准,解决温度自动检测系统中因元器件老化、温漂等原因造成信号输出误差等问题,从而使温度测量系统可长期处于稳定、可靠的运行状态。
[0008] 本实用新型的特点是:电路结构简单,独立的测温电路和稳定的恒流源设计以及温度自校补偿功能,大大降低外部因素对系统的影响,提高了测量精度及测量的准确性,系统长期运行稳定可靠。
附图说明
[0009] 图1是本实用新型的电路原理框图;
[0010] 图2是图1的局部电路连接示意图;
[0011] 图3是本实用新型的恒流源电路原理图;
[0012] 图4是本实用新型温度传感器的结构示意图。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图对本实用新型作进一步详述:
[0014] 如图1、2所示,温度自动检测系统主要是由测温电路和温度自校电路两部分组成,其中测温电路包括恒流源6、温度传感器7、信号调理放大电路8、A/D转换器9、单片机10和显示器11。温度自校电路包括恒流源6、校准电阻、信号调理放大电路8、A/D转换器9、单片机10和显示器11。校准电阻由电阻R3和R4构成,其阻值分别为100 Ω和250 Ω,精度为0.1%的固定值电阻。信号调理放大器8选择性能良好的仪表放大器AD620。A/D转换器9为单片机MSP430F169内部的12位高速ADC。单片机10选用16位超低功耗,型号为MSP430F169。温度传感器7和校准电阻R3、R4与恒流源6、信号调理放大电路8之间通过多路转换开关12连接,多路转换开关12为双向多路转换模拟联动开关CD4052,由单片机10控制进行测量电路和温度自校电路切换。恒流源6包括稳定参考电压源Ul其型号为LM236、由二极管D16、D10电阻构成的运放器以及0.1%精度的电阻R1,如图3所示,为测温电路、温度自校电路提供精密的2.5V电压基准和1.25mA恒定电流,ADJ端可供对基准电压和温度系数进行微调。
[0015] 如图4所示,温度传感器7的结构为绝缘骨架3上绕制钼热电阻丝1,钼热电阻丝I线径为0.05〜0.07 mm,钼热电阻丝I上连接有银引线5,银引线5的输入端和输出端分别与恒流源6和信号调理放大器8连接。在绝缘骨架3外部设有金属护套2为不锈钢护套,直径为Φ4_,长度75_。金属护套2与绝缘骨架3之间填充有绝热石棉纤维4。
[0016] 测温电路工作过程:温度传感器PtlOO的钼电阻阻值随测量的温度变化而变化,输出对应电压信号,由单片机10对温度传感器7输入的电压信号定时采集,并对采集的数据进行处理运算,然后通过接口发送给显示器11显示当前温度。由于温度传感器7驱动电流与输出电压信号是完全独立的,即温度传感器7输出电压仅与钼电阻阻值有关。这样消除系统导线电阻的影响,获得较高测量精度。
[0017] 温度自校电路工作过程:系统搭建调试,通过单片机采集数据校准电阻R3、R4输出信号,并对采集的数据进行处理运算,进行系统初始标定,确定标准温度系数。当温度自动检测系统工作一段时间后,受电子元器件老化、温漂等因素影响,会造成系统精度降低,这时原初始标定的温度系数有变化,需要对温度系数重新标定。由单片机10控制多路转换开关12切换到温度自校电路,通过单片机10采集校准电阻R3、R4的标准输出信号,经单片机10取值换算,校正温度系数。通过重新对温度自校电路进行校准,解决了因元器件老化、温漂等造成的输出误差,提高系统测量稳定性和精度。

Claims (3)

1.一种温度自动检测系统,其特征在于该系统主要是由测温电路和温度自校电路两部分构成,其中测温电路的温度传感器采用恒流源供电,温度传感器输出经信号调理放大电路、A/D转换器与单片机连接,单片机上连接有显示器;温度自校电路的校准电阻采用恒流源供电,校准电阻的输出经信号调理放大电路、A/D转换器与单片机连接,单片机上连接有显示器。
2.根据权利要求1所述的温度自动检测系统,其特征在于温度传感器和校准电阻采用多路转换开关与恒流源连接,温度传感器和校准电阻输出通过多路转换开关与信号调理放大电路连接,信号调理放大电路输出经A/D转换器与单片机连接,单片机上连接有显示器。
3.根据权利要求1所述的温度自动检测系统,其特征在于所述的温度传感器是由钼热电阻丝,护套,绝缘骨架,绝热石棉纤维及引线构成,位于护套内的绝缘骨架上绕制钼热电阻丝,钼热电阻丝上连接有引线,在护套与绝缘骨架之间填充有绝热石棉纤维。
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