CN207662532U - 高精度温度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度温度检测装置，包括内部机芯电路、第一温度传感器（1）、第二温度传感器（3）、外壳（2）以及PCB板（4），第二温度传感器（3）设于PCB板（4）上的发热元件（5）处，第一温度传感器（1）设于远离发热元件（5）的外壳（2）内壁处，内部机芯电路包括数据处理单元和数据显示单元，两个温度传感器所测数据分别顺次经数据采集单元和模数转换电路将信号传输到数据处理单元，然后再传到数据显示单元。本实用新型通过测量一个近似的环境温度，结合另一个温度传感器测量装置工作时的发热情况，计算得到温度补偿值，再依据温度补偿值和第一温度值，计算得到实际的环境温度，从而消除因装置工作发热对环境温度测量的误差。

Description

高精度温度检测装置

技术领域

本实用新型涉及温度测量领域，特别是涉及一种高精度温度检测装置。

背景技术

温度是最基本的环境参数，与人们生活息息相关，在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度进行测量和控制。因此，研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。

而在使用便携装置测量环境温度的领域中，特别是综合性电子装置中需要测试多种环境参数，温度传感器通常采用内置，因受装置自身电子元件工作发热的影响，对环境温度的测量误差较大，若外置温度传感器，则会影响产品的美观性，特别是家用领域。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度温度检测装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：高精度温度检测装置，包括内部机芯电路、第一温度传感器、第二温度传感器、外壳以及PCB板，第二温度传感器安装在PCB板上的发热元件处，第一温度传感器安装在远离发热元件的外壳内壁处；

所述的内部机芯电路包括数据处理单元和数据显示单元，所述第一温度传感器的电信号输出端顺次通过第一数据采集单元和第一模数转换电路与数据处理单元的第一数字信号输入端相连；所述第二温度传感器的电信号输出端顺次通过第二数据采集单元和第二模数转换电路与数据处理单元的第二数字信号输入端相连；所述数据处理单元的信号输出端与数据显示单元的信号输入端相连。

所述发热元件设于PCB板底部的一角，所述第一温度传感器通过螺丝安装于该角的对角处。

所述的高精度温度检测装置还包括与第一温度传感器所在位置配合的、设于相邻外壳侧壁上的第一散热孔组和第二散热孔组。

所述第一散热孔组和第二散热孔组中的散热孔均倾斜开孔，且开孔方向相互配合，使第一散热孔组和第二散热孔组之间形成空气对流，气流流经第一温度传感器。

所述的高精度温度检测装置还包括支架以及贯穿于支架的空心圆筒，所述支架架设于所述发热元件两侧，所述空心圆筒内部设有与第二温度传感器的接口相匹配的螺纹。

本实用新型的有益效果是：

1）通过一个温度传感器测量环境第一温度值，另一个传感器测量装置内部发热温度，根据装置工作时产生热量及热阻，计算得到温度补偿值；依据所述温度补偿值和第一温度值计算得到实际环境温度，从而消除因装置工作发热对环境温度测量的误差。

2）将两个温度传感器分设于装置内距离较远的位置，使两个温度传感器所在处之间的干扰降到最低，则所测数据更加真实可靠。

3）采用支架架设于发热元件两侧，第二温度传感器穿插入支架中近距离悬浮采集发热元件的温度数据，则所得数据更加精准，更具代表性。

4）所设第一散热孔组和第二散热孔组的散热孔均倾斜开孔，且开孔方向相互配合，使第一散热孔组和第二散热孔组之间形成空气对流，气流流经第一温度传感器，则第一温度传感器处达到最佳散热状态，所测得的温度更接近环境温度。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型散热孔处结构示意图；

图4为本实用新型发热元件处结构示意图；

图中，1-第一温度传感器，2-外壳，3-第二温度传感器，4-PCB板，5-发热元件，6-散热孔，7-支架，8-空心圆筒。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：如图2所示，高精度温度检测装置，包括内部机芯电路、第一温度传感器1、第二温度传感器3、外壳2以及PCB板4。

所述第二温度传感器3安装在PCB板4上的发热元件5处，用于测量发热元件5的温度数据；第一温度传感器1安装在远离发热元件5的外壳2内壁处，用于测量装置内部的温度数据，且安装在外壳2内壁上不会影响产品的美观性。

所述发热元件5设于PCB板4底部的一角，所述第一温度传感器1通过螺丝安装于该角的对角处，则两个温度传感器分设于装置内距离最远的两个位置，使两个温度传感器所在处之间的干扰降到最低，所测数据更加真实可靠。

如图3所示，所述的高精度温度检测装置还包括与第一温度传感器1所在位置配合的、设于相邻外壳2侧壁上的第一散热孔组6和第二散热孔组9,具体的，所述第一散热孔组6和第二散热孔组9中的散热孔均倾斜开孔，则外界空气进入散热孔后，均流经该倾斜轨道，且开孔方向相互配合，使第一散热孔组6和第二散热孔组9之间形成空气对流，气流流经第一温度传感器1，则第一温度传感器1处达到最佳散热状态，所测得的温度更接近环境温度。

如图4所示，所述的高精度温度检测装置还包括支架7以及贯穿于支架7的空心圆筒8，所述支架7架设于所述发热元件5两侧，所述空心圆筒8内部设有与第二温度传感器3的接口相匹配的螺纹，第二温度传感器3与空心圆筒8螺纹连接，第二温度传感器3的数据测量端靠近发热元件5一侧，然后该数据测量端近距离悬浮采集发热元件5的温度数据，所得数据更加精准，更具代表性。

如图1所示，所述的内部机芯电路包括数据处理单元和数据显示单元，所述第一温度传感器1的电信号输出端顺次通过第一数据采集单元和第一模数转换电路与数据处理单元的第一数字信号输入端相连；所述第二温度传感器3的电信号输出端顺次通过第二数据采集单元和第二模数转换电路与数据处理单元的第二数字信号输入端相连；

即第一温度传感器1和第二温度传感器3所采集到的温度值均需通过对应通道的数据采集单元和模数转换电路进行单独处理后再输入到数据处理单元进行计算，为达到较高的精度要求，所述两个温度传感器可采用电阻式温度传感器，一般以铂热电阻为佳。

两个温度传感器将温度数据转化成了电信号输送到相应的数据采集单元进行预处理，在预处理部分包括放大器和滤波器，信号经过放大器的放大变为具有一定幅值的模拟输入信号，滤波器（低通或带通）的作用则是滤除输入模拟信号中的无用频率成分和噪声，避免模数转换电路进行采样后发生频谱混叠失真。

所述模数转换电路是基于AD转换器而言的，在AD转换中，因为输入的模拟量在时间上是连续的，而输出的数字信号是离散量，所以进行转换时只能在一系列选定的瞬间对输入的模拟信号采样，然后再把这些采样值转换为输出的数字量。

第一模数转换电路和第二模数转换电路的数字信号输出端均与数据处理单元中对应的信号输入端相连，在进行数据处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，数据处理单元将来自模数转换电路的数字信号进行处理之后才能传送给数据显示单元显示出来。

所述数据处理单元的信号输出端与数据显示单元的信号输入端相连，数据显示单元将系统所产生的信号通过直观的图形或数字呈现出来。

依据前述测量方法，所述的数据处理单元是通过以下算法实现处理过程的：

T=T1-{α×（T1-T2）+β}+e^1-γ；

式中：T为环境温度，T1为第一温度值，T2为PCB板上温度值，α为与装置导热系数相关的第一系数，β为元件发热量相关的第二系数，γ为经验修正补偿系数，α、β、γ等系数由回归分析法获得。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.高精度温度检测装置，其特征在于：包括内部机芯电路、第一温度传感器（1）、第二温度传感器（3）、外壳（2）以及PCB板（4），第二温度传感器（3）安装在PCB板（4）上的发热元件（5）处，第一温度传感器（1）安装在远离发热元件（5）的外壳（2）内壁处；

所述的内部机芯电路包括数据处理单元和数据显示单元，所述第一温度传感器（1）的电信号输出端顺次通过第一数据采集单元和第一模数转换电路与数据处理单元的第一数字信号输入端相连；所述第二温度传感器（3）的电信号输出端顺次通过第二数据采集单元和第二模数转换电路与数据处理单元的第二数字信号输入端相连；所述数据处理单元的信号输出端与数据显示单元的信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的高精度温度检测装置，其特征在于：所述发热元件（5）设于PCB板（4）底部的一角，所述第一温度传感器（1）通过螺丝安装于该角的对角处。

3.根据权利要求2所述的高精度温度检测装置，其特征在于：还包括与第一温度传感器（1）所在位置配合的、设于相邻外壳（2）侧壁上的第一散热孔组（6）和第二散热孔组（9）。

4.根据权利要求3所述的高精度温度检测装置，其特征在于：所述第一散热孔组（6）和第二散热孔组（9）中的散热孔均倾斜开孔，且开孔方向相互配合，使第一散热孔组（6）和第二散热孔组（9）之间形成空气对流，气流流经第一温度传感器（1）。

5.根据权利要求3所述的高精度温度检测装置，其特征在于：还包括支架（7）以及贯穿于支架（7）的空心圆筒（8），所述支架（7）架设于所述发热元件（5）两侧，所述空心圆筒（8）内部设有与第二温度传感器（3）的接口相匹配的螺纹。