CN210953126U - 无线热电偶数据采集仪 - Google Patents

Abstract

无线热电偶数据采集仪，包括主控模块，与所述主控模块连接有AD转换电路、供电模块和射频发射模块，所述AD转换电路用于将输入的温度模拟信号量转换成数字信号量，再传输至所述主控模块中，所述射频发射模块用于将所述主控模块中的数据信息无线传输至PC端，所述供电模块用于给所述主控模块提供必需的电能，与所述AD转换电路相连有数据采集模块和基准电压电路。本实用新型设有射频发射模块，将热电偶探头采集到的温度数据传输至射频发射模块，再通过在PC端连接射频接收设备，从而将热电偶探头收集的温度数值远程无线传输至PC端，用户通过PC端将热电偶数据采集仪配置多种模式以适应各种热电偶。

Description

无线热电偶数据采集仪

技术领域

本实用新型涉及热电偶数据采集技术领域，尤其是无线热电偶数据采集仪。

背景技术

热电偶，是温度测量仪表中常用的测温元件，可以直接测量温度，并将温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度，热电偶是一种感温元件，属于一次仪表，热电偶可以直接测量温度。现在的工业领域中，热电偶测量的温度数据只能通过网线或数据线传输至用户PC端，这样，布线非常麻烦，且在大型的工厂内，如此繁琐的布线方式也会造成不便，更严重者，还会发生人身事故。

所以，为了简便布线，简化流程，方便工作人员远程监视，就需设计一种可以通过无线传输温度数据的热电偶数据采集仪。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度采集热电偶数据的无线热电偶数据采集仪。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

无线热电偶数据采集仪，包括：

主控模块，所述主控模块用于对输入的数据信息进行分析处理；

AD转换电路，所述AD转换电路用于将输入的温度模拟信号量转换成数字电子信号量，再传输至所述主控模块中；

数据采集模块，所述数据采集模块连接有热电偶探头，所述的热电偶探头将测量的温度数值通过所述数据采集模块传输至所述主控模块中；

射频发射模块，所述射频发射模块用于将所述主控模块中的数据信息无线传输至PC端；

所述数据采集模块通过AD转换电路和主控模块相连，所述主控模块连接有所述射频发射模块，所述数据采集模块的输入端连接热电偶探头，所述的热电偶探头将测得的温度值通过数据采集模块传输至AD转换电路，并经过AD转换电路的模数转换传输至主控模块，再由射频发射模块无线传输至PC端。

优选的，所述的无线热电偶数据采集仪，还包括：

基准电压电路，所述基准电压电路连接所述AD转换电路，用于输出稳定度和精度均极高的电压以提供所述主控模块内部电压基准的参考电压；

供电模块，所述供电模块连接所述主控模块，用于给所述主控模块提供必需的电能。

优选的，所述的数据采集模块包括多路选择电路和运放电路，所述多路选择电路通过运放电路连接所述AD转换电路，所述多路选择电路为8通道单端模拟复用器，起8选1信号作用，所述运放电路用于将采集的热电偶温度信号进行放大处理。

优选的，所述的供电模块包括充放电管理电路和降压电路，所述充放电管理电路通过降压电路与所述主控模块相连，所述充放电管理电路用于给所述主控模块供电，所述降压电路用于将所述充放电管理电路的电压降低至所述主控模块所需的电压值。

优选的，所述的充放电管理电路连接的有3.7V、容量为10000mAh的聚合物锂电池。

优选的，所述的多路选择电路的芯片型号为DG409，所述DG409为双4通道高性能CMOS模拟多路复用器。

优选的，所述的热电偶探头的型号为K型、E型、S型、B型、J型、R型、N型中的一种。

优选的，所述的热电偶探头带有冷端温度补偿，所述的热电偶探头通过2芯补偿导线连接所述的数据采集模块的输入端。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型设有射频发射模块，可以将热电偶探头采集到的温度数据传输至射频发射模块，再通过在PC端连接射频接收设备，来达到无线传输数据的目的，从而将热电偶探头收集的温度数值远程无线传输至PC端。

2、本实用新型采用3.7V的聚合物锂电池作为供电电源，可以存储10000mAh，又由于数据采集仪工作运行时为低功耗，所以耗电低，续航时间长。

3、本实用新型的射频发射模块远程连接PC端，用户可以通过PC端将热电偶数据采集仪配置多种模式以适应各种热电偶探头。

附图说明

图1是本实用新型的电路简图；

图2是本实用新型的电路框图示意图；

图3是本实用新型的主控模块的电路原理示意图；

图4是本实用新型的基准电压电路的电路原理示意图；

图5是本实用新型的AD转换电路的电路原理示意图；

图6是本实用新型的射频发射模块的电路原理示意图；

图7是本实用新型的运放电路的电路原理示意图；

图8是本实用新型的多路选择电路的电路原理示意图；

图9是本实用新型的充放电管理电路的电路原理示意图；

图10是本实用新型的降压电路的电路原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

如图1所示，本实用新型所述的无线热电偶数据采集仪，包括主控模块，与所述主控模块连接的有AD转换电路、供电模块和射频发射模块，所述主控模块用于对输入的数据信息进行分析处理，所述AD转换电路用于将输入的模拟信号量转换成数字信号量，再传输至所述主控模块中，所述射频发射模块用于将所述主控模块中的数据信息无线传输至PC端，所述供电模块用于给所述主控模块提供必需的电能，与所述AD转换电路相连的有数据采集模块和基准电压电路，所述基准电压电路用于输出稳定度和精度均极高的电压以提供所述主控模块内部电压基准的参考电压，所述数据采集模块的输入端连接有热电偶探头，所述热电偶探头将测得的温度值通过数据采集模块传输至AD转换电路，并经过AD转换电路的模数转换传输至主控模块，再由射频发射模块无线传输至PC端。

进一步，所述的热电偶探头的工作原理为传感器，其采用现有市场流通的型号即可，如K型、E型、S型、B型、J型、R型、N型，所述的热电偶探头带有冷端温度补偿，理论上，热电偶是冷端以0℃为标准进行测量的。然而，通常测量时仪表是处于室温之下的，但由于冷端不为0℃，就造成了热电势差减小，使测量不准，出现误差。因此为减少误差所做的补偿措施就是冷端温度补偿。所述的热电偶探头通过2芯补偿导线连接所述的数据采集模块的输入端，补偿导线是用于将热电偶冷端延长至远离高温且温度比较稳定的地方的一种专用导线，是在一定温度范围内(0～100℃)具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线，用它们连接热电偶与测量装置，以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。

如图2所示，所述的数据采集模块包括多路选择电路和运放电路，所述多路选择电路通过运放电路连接所述AD转换电路，所述多路选择电路为8通道单端模拟复用器，起8选1信号作用，所述运放电路用于将采集的热电偶温度信号进行放大处理，所述的供电模块包括充放电管理电路和降压电路，所述充放电管理电路通过降压电路与所述主控模块相连，所述充放电管理电路用于给所述主控模块供电，所述降压电路用于将所述充放电管理电路的电压降低至所述主控模块所需的电压值。

如图3所示为主控模块的电路原理示意图，主控模块的芯片型号为STM32L152CBT6A，所述主控模块的VDD引脚连接3.3V高电平，VSS引脚接地。

如图4所示为基准电压电路的电路原理示意图，所述基准电压电路的芯片型号为MAX873，所述基准电压电路的VOUT引脚连接所述AD转换电路的REFIN(+)引脚，所述基准电压电路的VIN引脚接5V高电平。

如图5所示为AD转换电路的电路原理示意图，所述AD转换电路的芯片型号为AD7705，所述AD转换电路的SDI和SDO引脚分别连接在所述主控模块的PA12和PA11引脚上，CS引脚连接主控模块的PA7引脚。

如图6所示为射频发射模块，所述射频发射模块的芯片型号为SX1278，所述射频发射模块的SCK、MISO和MOSI引脚连接在主控模块的PB13、PB14和PB15引脚。

如图7所示为运放电路，所述运放电路的Aln2(+)引脚连接所述AD转换电路的AIN2(+)引脚，用于对输入的模拟量信号做放大处理。

如图8所示为多路选择电路，所述多路选择电路的芯片型号为DG409，所述DG409为双4通道高性能CMOS模拟多路复用器，多路选择电路的A0和A1引脚分别连接在所述主控模块的PB5和PB6引脚上，所述多路选择电路的S1A-S4A引脚上的任意一个引脚连接有热电偶探头，热电偶探头将测量的温度模拟信号通过多路选择电路传输至所述主控模块中。

如图9所示为充放电管理电路，所述充放电管理电路连接有3.7V、容量为10000mAh的聚合物锂电池，SW1引脚连接所述主控模块的PB11引脚，用于给所述主控模块进行供电。

如图10所示为降压电路，所述降压电路连接在5V高电平上，用于将5V高电平降低至3.3V高电平，来维持主控模块的正常运行电压。

具体实施时，如图2所示，将热电偶探头连接在多路选择电路的输入引脚上，热电偶探头将测得的温度模拟量传输至多路选择电路进行模拟量选择，再通过运放电路对输入的温度模拟信号进行放大，然后通过AD转换电路将温度模拟量信号转换为数字量信号并传输至主控模块中，充放电管理电路连接锂电池，通过降压电路把电压将至主控模块所需的3.3V。主控模块将处理完的数据发送到射频发射模块，再通过射频发射模块无线传输至用户的PC终端，用户可以在PC端实时观察热电偶探头测量的温度数值。

本实用新型设有射频发射模块，可以将热电偶探头采集到的温度数据传输至射频发射模块，再通过在PC端连接射频接收设备，来达到无线传输数据的目的，从而将热电偶探头收集的温度数值远程无线传输至PC端，用户可以通过PC端将热电偶数据采集仪配置多种模式以适应各种热电偶探头。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.无线热电偶数据采集仪，其特征在于，包括：

主控模块，所述主控模块用于对输入的数据信息进行分析处理；

AD转换电路，所述AD转换电路用于将输入的温度模拟信号量转换成数字电子信号量，再传输至所述主控模块中；

数据采集模块，所述数据采集模块连接有热电偶探头，所述的热电偶探头将测量的温度数值通过所述数据采集模块传输至所述主控模块中；

射频发射模块，所述射频发射模块用于将所述主控模块中的数据信息无线传输至PC端；

所述数据采集模块通过AD转换电路和主控模块相连，所述主控模块连接有所述射频发射模块，所述数据采集模块的输入端连接热电偶探头，所述的热电偶探头将测得的温度值通过数据采集模块传输至AD转换电路，并经过AD转换电路的模数转换传输至主控模块，再由射频发射模块无线传输至PC端。

2.根据权利要求1所述的无线热电偶数据采集仪，其特征在于，还包括：

基准电压电路，所述基准电压电路连接所述AD转换电路，用于输出稳定度和精度均极高的电压以提供所述主控模块内部电压基准的参考电压；

供电模块，所述供电模块连接所述主控模块，用于给所述主控模块提供必需的电能。

3.根据权利要求1所述的无线热电偶数据采集仪，其特征在于：所述的数据采集模块包括多路选择电路和运放电路，所述多路选择电路通过运放电路连接所述AD转换电路，所述多路选择电路为8通道单端模拟复用器，起8选1信号作用，所述运放电路用于将采集的热电偶温度信号进行放大处理。

4.根据权利要求2所述的无线热电偶数据采集仪，其特征在于：所述的供电模块包括充放电管理电路和降压电路，所述充放电管理电路通过降压电路与所述主控模块相连，所述充放电管理电路用于给所述主控模块供电，所述降压电路用于将所述充放电管理电路的电压降低至所述主控模块所需的电压值。

5.根据权利要求4所述的无线热电偶数据采集仪，其特征在于：所述的充放电管理电路连接的有3.7V、容量为10000mAh的聚合物锂电池。

6.根据权利要求3所述的无线热电偶数据采集仪，其特征在于：所述的多路选择电路的芯片型号为DG409，所述DG409为双4通道高性能CMOS模拟多路复用器。

7.根据权利要求1所述的无线热电偶数据采集仪，其特征在于：所述的热电偶探头的型号为K型、E型、S型、B型、J型、R型、N型中的一种。

8.根据权利要求1所述的无线热电偶数据采集仪，其特征在于：所述的热电偶探头带有冷端温度补偿，所述的热电偶探头通过2芯补偿导线连接所述的数据采集模块的输入端。

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