CN210322065U - 一种热电阻温度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热电阻温度传感器，包括电路控制单元、温度检测单元和温度指示单元；运算放大器级联增加信号放大倍数，给温度检测电路增加了一个线性补偿电路，保证温度检测单元传出信号的准确性；温度指示单元的输入端与电路控制单元的集成芯片U1连接，在电路开始工作时，发光二极管D2发光，在检测出外界温度后，根据预先设定的范围进行不同的发光指示，当温度处于预先设定的低温范围时，发光二极管D3开始发光，发光二极管D4断开，当温度处于预先设定的高温范围时，发光二极管D4开始发光，发光二极管D3断开。本实用新型的电路结构简单，可以实现检测温度，准确性很高，可靠度较强。

Description

一种热电阻温度传感器

技术领域

本实用新型涉及温度感应器领域，具体来说，涉及一种热电阻温度传感器，可以在需要温度检测使用，在检测外界温度的同时，显示温度的变化情况，实时掌握外界温度状况。

背景技术

在工业生产及日常生活中，温度检测及控制技术被广泛使用到各个领域，其中也包括汽车工业领域。传统的温度测量系统中，测温元件有热电偶和热电阻，但是热电偶和热电阻的输出一般为电压，而将电压转换为温度还需要一些外部硬件电路，而硬件电路的设计及软件的调试都比较复杂。

温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，作为温度测量系统中的主要元器件，温度传感器的品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，会用到一些正温度系数和负温度系数的电子元件。

现有的温度传感器多单用一种温度系数的元件，造成传感器系统测量温度的准确性受到影响，误差比较大，也不能直接显示温度状况。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种热电阻温度传感器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种热电阻温度传感器，包括电路控制单元、温度检测单元和温度指示单元；

温度检测单元的输出端与电路控制单元的输入端进行连接，电路控制单元的输出端与温度指示单元的输入端连接；

温度检测单元，包括运算放大器U2：A、运算放大器U2：B、运算放大器U2：C、运算放大器U2：D、二极管D1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电位器RV1、电位器RV2、电位器RV3、电位器RV4和铂热电阻RT1；

所述运算放大器U2：A的b端分别与所述电阻R2的一端、所述二极管D1的负极连接，所述电阻R2的另一端接电源电压，所述二极管D1的正极接地，所述运算放大器U2：A的a端与所述电位器RV1的第3引脚连接，所述电位器RV1的第2引脚与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端接地，所述电位器RV1的第1引脚与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述运算放大器U2：A的o端、所述电阻R5的一端和所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述电位器RV3的第1引脚连接，所述电位器RV3的第2引脚与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端接地，所述电位器RV3的第3引脚与所述电阻R13的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述铂热电阻RT1的一端和所述运算放大器U2：B的a端连接，所述运算放大器U2：B的b端接地，所述铂热电阻RT1的另一端分别与所述运算放大器U2：B的o端、所述电阻R9的一端和所述电阻R10的一端连接，所述铂热电阻RT1为RTD-PT100，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R7的一端、所述运算放大器U2：C的o端连接，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U2：C的a端、所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电位器RV2的第3引脚连接，所述电位器RV2的第2引脚接地，所述电位器RV2的第1引脚与所述电阻R9的另一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述电阻R13的另一端、所述电阻R14的一端和所述运算放大器U2：D的a端连接，所述运算放大器U2：D的b端接地，所述电阻R14的另一端与所述电位器RV4的一端连接，所述电位器RV4的另一端与所述运算放大器U2：C的o端连接；

所述电路控制单元包括集成芯片U1、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3和晶振X1；

所述集成芯片U1的第8引脚接地，所述集成芯片U1的第9引脚分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接电源电压，所述电阻R1的另一端接地，所述集成芯片U1的第13引脚分别与所述电位器RV4的另一端、所述运算放大器U2：C的o端连接，所述集成芯片U1的第18引脚分别与所述电容C2的一端、所述晶振X1的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端均接地，所述集成芯片U1的第19引脚分别与所述电容C3的另一端、所述晶振X1的另一端连接，所述集成芯片U1的第31引脚接电源电压，所述集成芯片U1为单片机AT89C52；

所述温度指示单元包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、发光二极管D2、发光二极管D3和发光二极管D4；

所述电阻R15的一端与所述电阻R16的一端、电阻R17的一端均接电源电压，所述电阻R15的另一端与所述发光二极管D2的正极连接，所述发光二极管D2的负极与所述集成芯片U1的第4引脚连接，所述电阻R16的另一端与所述发光二极管D3的正极连接，所述发光二极管D3的负极与所述集成芯片U1的第5引脚连接，所述电阻R17的另一端与所述发光二极管D4的正极连接，所述发光二极管D4的负极与所述集成芯片U1的第6引脚连接。

进一步，所述电阻R1的电阻值为150Ω；所述电阻R2的电阻值为1kΩ；所述电位器RV1、所述电位器RV2、所述电位器RV3和所述电位器RV4均为线性电位器。

进一步，所述电容C3和所述电容C4的电容值大小均为100pF。

进一步，运算放大器U2：B、运算放大器U2：C、运算放大器U2：D均为集成运算放大器OP07C。

本实用新型的有益效果为：级联放大电路可以为温度感应单元提供稳定的温度补偿，增强了温度测量的准确性，在检测外界温度的同时温度指示单元也可以根据预设的范围显示温度高低，设计简单，安全度高，使用范围很广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种热电阻温度传感器电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种热电阻温度传感器。

如图1所示，根据本实用新型实施例的热电阻温度传感器，包括电路控制单元、温度检测单元和温度指示单元；

温度检测单元的输出端与电路控制单元的输入端进行连接，电路控制单元的输出端与温度指示单元的输入端连接；

温度检测单元，包括运算放大器U2：A、运算放大器U2：B、运算放大器U2：C、运算放大器U2：D、二极管D1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电位器RV1、电位器RV2、电位器RV3、电位器RV4和铂热电阻RT1；

所述运算放大器U2：A的b端分别与所述电阻R2的一端、所述二极管D1的负极连接，所述电阻R2的另一端接电源电压，所述二极管D1的正极接地，所述运算放大器U2：A的a端与所述电位器RV1的第3引脚连接，所述电位器RV1的第2引脚与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端接地，所述电位器RV1的第1引脚与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述运算放大器U2：A的o端、所述电阻R5的一端和所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述电位器RV3的第1引脚连接，所述电位器RV3的第2引脚与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端接地，所述电位器RV3的第3引脚与所述电阻R13的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述铂热电阻RT1的一端和所述运算放大器U2：B的a端连接，所述运算放大器U2：B的b端接地，所述铂热电阻RT1的另一端分别与所述运算放大器U2：B的o端、所述电阻R9的一端和所述电阻R10的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R7的一端、所述运算放大器U2：C的o端连接，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U2：C的a端、所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电位器RV2的第3引脚连接，所述电位器RV2的第2引脚接地，所述电位器RV2的第1引脚与所述电阻R9的另一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述电阻R13的另一端、所述电阻R14的一端和所述运算放大器U2：D的a端连接，所述运算放大器U2：D的b端接地，所述电阻R14的另一端与所述电位器RV4的一端连接，所述电位器RV4的另一端与所述运算放大器U2：C的o端连接；

所述电路控制单元包括集成芯片U1、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3和晶振X1；

所述集成芯片U1的第8引脚接地，所述集成芯片U1的第9引脚分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接电源电压，所述电阻R1的另一端接地，所述集成芯片U1的第13引脚分别与所述电位器RV4的另一端、所述运算放大器U2：C的o端连接，所述集成芯片U1的第18引脚分别与所述电容C2的一端、所述晶振X1的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端均接地，所述集成芯片U1的第19引脚分别与所述电容C3的另一端、所述晶振X1的另一端连接，所述集成芯片U1的第31引脚接电源电压；

所述温度指示单元包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、发光二极管D2、发光二极管D3和发光二极管D4；

所述电阻R15的一端与所述电阻R16的一端、电阻R17的一端均接电源电压，所述电阻R15的另一端与所述发光二极管D2的正极连接，所述发光二极管D2的负极与所述集成芯片U1的第4引脚连接，所述电阻R16的另一端与所述发光二极管D3的正极连接，所述发光二极管D3的负极与所述集成芯片U1的第5引脚连接，所述电阻R17的另一端与所述发光二极管D4的正极连接，所述发光二极管D4的负极与所述集成芯片U1的第6引脚连接。

在一个实施例中，所述铂热电阻RT1是一种铂热电阻RTD-PT100。

在一个实施例中，所述电阻R1的电阻值为150Ω；所述电阻R2的电阻值为1kΩ；所述电位器RV1、所述电位器RV2、所述电位器RV3和所述电位器RV4均是一种线性电位器。

在一个实施例中，所述集成芯片U1是一种单片机AT89C52。

在一个实施例中，所述电容C3和所述电容C4的电容值大小均为100pF。

在一个实施例中，所述运算放大器U2：B、所述运算放大器U2：C、所述运算放大器U2：D均是一种集成运算放大器OP07C。

工作原理：运算放大器U2：A、运算放大器U2：B、运算放大器U2：C、运算放大器U2：D、二极管D1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电位器RV1、电位器RV2、电位器RV3、电位器RV4以及铂热电阻RT1组成温度检测单元；所述铂热电阻RT1根据工作环境的温度改变自身电阻，从而改变电路电流，起到检测外界温度的作用；所述运算放大器U2：A、所述二极管D1、所述电阻R2、所述电阻R3、所述电阻R4以及所述电位器RV1的作用是组成基准电源，所述运算放大器U2：B、所述运算放大器U2：D、所述电阻R5、所述电阻R10、所述电阻R11、所述电阻R12、所述电阻R13、所述电阻R14、所述电位器RV3以及所述电位器RV4组成级联放大电路，起到放大信号的作用；所述运算放大器U2：C、所述电阻R6、所述电阻R7、所述电阻R8、所述电阻R9以及所述电位器RV2组成线性补偿电路，起到自动温度补偿效果，提高了温度测量的准确性；电信号通过级联放大电路，保证信号不失真，即保证了测量的准确性，与通常的温度检测电路相比，温度检测单元多了一个自动温度补偿电路，使得测量结果更准确。

集成芯片U1、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3以及晶振X1组成电路控制单元；所述电容C2、所述电容C3以及所述晶振X1的作用是组成晶振电路，提供一个时钟周期；所述电容C6、所述电阻R1的作用是组成上电复位电路，可以自动复位系统。

电阻R15、电阻R16、电阻R17、发光二极管D2、发光二极管D3以及发光二极管D4组成温度指示单元；当电路不工作时，所述发光二极管D2、所述发光二极管D3和所述发光二极管D4均断开不发光，当电路开始工作时，所述发光二极管D2发光；在检测出外界温度后，根据预先设定的范围进行不同的发光指示，当温度处于预先设定的低温范围时，所述发光二极管D3开始发光，所述发光二极管D4断开；当温度处于预先设定的高温范围时，所述发光二极管D4开始发光，所述发光二极管D3断开。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过设计一种热电阻温度传感器，通过采用级联放大电路，放大了电信号，通过增加线性补偿电路，实现了自动温度补偿的效果，加强了温度测量的准确性，可以精确地完成温度测量，增加了温度指示单元，可以在检测外界温度的同时，通过发光二极管的亮灭来显示检测出的温度范围，准确性很高，可靠度较强，设计简单，安全度高，使用范围很广。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种热电阻温度传感器，其特征在于，包括电路控制单元、温度检测单元和温度指示单元；

温度检测单元的输出端与电路控制单元的输入端进行连接，电路控制单元的输出端与温度指示单元的输入端连接；

温度检测单元，包括运算放大器U2：A、运算放大器U2：B、运算放大器U2：C、运算放大器U2：D、二极管D1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电位器RV1、电位器RV2、电位器RV3、电位器RV4和铂热电阻RT1；

所述运算放大器U2：A的b端分别与所述电阻R2的一端、所述二极管D1的负极连接，所述电阻R2的另一端接电源电压，所述二极管D1的正极接地，所述运算放大器U2：A的a端与所述电位器RV1的第3引脚连接，所述电位器RV1的第2引脚与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端接地，所述电位器RV1的第1引脚与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述运算放大器U2：A的o端、所述电阻R5的一端和所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述电位器RV3的第1引脚连接，所述电位器RV3的第2引脚与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端接地，所述电位器RV3的第3引脚与所述电阻R13的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述铂热电阻RT1的一端和所述运算放大器U2：B的a端连接，所述运算放大器U2：B的b端接地，所述铂热电阻RT1的另一端分别与所述运算放大器U2：B的o端、所述电阻R9的一端和所述电阻R10的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R7的一端、所述运算放大器U2：C的o端连接，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U2：C的a端、所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电位器RV2的第3引脚连接，所述电位器RV2的第2引脚接地，所述电位器RV2的第1引脚与所述电阻R9的另一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述电阻R13的另一端、所述电阻R14的一端和所述运算放大器U2：D的a端连接，所述运算放大器U2：D的b端接地，所述电阻R14的另一端与所述电位器RV4的一端连接，所述电位器RV4的另一端与所述运算放大器U2：C的o端连接；

所述电路控制单元包括集成芯片U1、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3和晶振X1；

所述集成芯片U1的第8引脚接地，所述集成芯片U1的第9引脚分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接电源电压，所述电阻R1的另一端接地，所述集成芯片U1的第13引脚分别与所述电位器RV4的另一端、所述运算放大器U2：C的o端连接，所述集成芯片U1的第18引脚分别与所述电容C2的一端、所述晶振X1的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端均接地，所述集成芯片U1的第19引脚分别与所述电容C3的另一端、所述晶振X1的另一端连接，所述集成芯片U1的第31引脚接电源电压；

所述温度指示单元包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、发光二极管D2、发光二极管D3和发光二极管D4；

所述电阻R15的一端与所述电阻R16的一端、电阻R17的一端均接电源电压，所述电阻R15的另一端与所述发光二极管D2的正极连接，所述发光二极管D2的负极与所述集成芯片U1的第4引脚连接，所述电阻R16的另一端与所述发光二极管D3的正极连接，所述发光二极管D3的负极与所述集成芯片U1的第5引脚连接，所述电阻R17的另一端与所述发光二极管D4的正极连接，所述发光二极管D4的负极与所述集成芯片U1的第6引脚连接；

所述集成芯片U1为单片机AT89C52。

2.根据权利要求1所述的一种热电阻温度传感器，其特征在于，所述铂热电阻RT1为RTD-PT100。

3.根据权利要求1所述的一种热电阻温度传感器，其特征在于，所述电阻R1的电阻值为150Ω；所述电阻R2的电阻值为1kΩ；所述电位器RV1、所述电位器RV2、所述电位器RV3和所述电位器RV4均为线性电位器。

4.根据权利要求1所述的一种热电阻温度传感器，其特征在于，所述电容C2和所述电容C3的电容值大小均为100pF。

5.根据权利要求1所述的一种热电阻温度传感器，其特征在于，所述运算放大器U2：B、所述运算放大器U2：C、所述运算放大器U2：D均为集成运算放大器OP07C。

Images