CN213022006U - 一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，包括热电偶，热电偶的热端固定于所述的母排上，热电偶的冷端连接有AD590温度传感器，所述的热电偶热端设有回路电势测量电路，所述的AD590温度传感器输出端连接温度补偿电路，所述的温度补偿电路用于获取冷端相对于零点温度时所产生的电势，所述的回路电势测量电路用于获取热电偶在当前冷端环境下回路中产生的电势并与温度补偿电路产生的电势累加得到热电偶冷端为零点温度时的回路电势，所述的回路电势测量电路连接至处理器，所述的处理器用于根据回路电势测量电路输出电势获取母排温度。与现有技术相比，本实用新型能够准确可靠地测量母排温度，对热电偶冷端环境温度无特殊要求。
Description
技术领域
本实用新型属于母排测温技术领域，尤其是涉及一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统。
背景技术
在各类供电场合中，母排是供电系统的总进线，所以了解母排温度对安全用电起到至关重要的作用。
两种不同金属的接合处会产生一个微小的电压，这个节点就是一个热电偶。在测量大范围、需要密切接触的复杂环境的温度时十分有用。
热电偶电路一般是依赖两个节点温度的电压，也就是这个电压是和两个节点的温差成比例的，我们想要的是传感节点的温度，所以我们需要解决的是知道参考节点的温度。一种现有技术为固定参考节点温度，即在并列热电偶的参考节点处制造一个恒温环境，通常是0摄氏度(冰水)，或者使用恒温箱。这种校正方法体积大，要求苛刻，不适合用在生产环境中。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，包括热电偶，热电偶的热端固定于所述的母排上，热电偶的冷端连接有AD590温度传感器，所述的热电偶热端设有回路电势测量电路，所述的AD590温度传感器输出端连接温度补偿电路，所述的温度补偿电路用于获取冷端相对于零点温度时所产生的电势，所述的回路电势测量电路用于获取热电偶在当前冷端环境下回路中产生的电势并与温度补偿电路产生的电势累加得到热电偶冷端为零点温度时的回路电势，所述的回路电势测量电路连接至处理器，所述的处理器用于根据回路电势测量电路输出电势获取母排温度。
优选地，所述的热电偶为J型热电偶。
优选地，所述的温度补偿电路包括第一运放、电阻R5、电阻R6和电阻R7，电阻R5一端连接于AD590温度传感器电流输出端，电阻R5另一端接地，第一运放正输入端连接AD590温度传感器电流输出端，第一运放负输入端通过电阻R6接地，第一运放负输入端还通过电阻R7连接至第一运放输出端，第一运放输出端连接回路电势测量电路的电势累加点。
优选地，所述的回路电势测量电路包括第二运放、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述的第二运放负输入端和正输入端分别通过电阻R1和电阻R2连接热电偶热端两金属，所述的第二运放负输入端还通过电阻R3连接第二运放输出端，所述的第二运放正输入端为电势累加点，第二运放正输入端通过电阻R4连接温度补偿电路的输出，所述的第二运放输出端连接所述的处理器。
优选地，电阻R6的阻值为3KΩ，电阻R7的阻值为30KΩ。
优选地，所述的第一运放为OPA4348。
优选地，电阻R1的阻值为3KΩ，电阻R2的阻值为3KΩ，电阻R3的阻值为300KΩ，电阻R4的阻值为300KΩ。
优选地，所述的第二运放为OPA4348。
优选地，所述的处理器为单片机。
所述的处理器连接有用于显示母排温度的显示器。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
(1)本实用新型能够准确测量母排温度，对热电偶冷端环境温度无要求，从而方便产环境中的应用；
(2)本实用新型将热电偶用于母排测温，测量温度范围广，测温更加准确可靠。
附图说明
图1为本实用新型基于热电偶冷端补偿的母排测温系统的电路框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本实用新型并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本实用新型并不限定于以下的实施方式。
实施例
如图1所示，一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，包括热电偶，热电偶的热端固定于母排上，热电偶的冷端连接有AD590温度传感器，热电偶热端设有回路电势测量电路，AD590温度传感器输出端连接温度补偿电路，温度补偿电路用于获取冷端相对于零点温度时所产生的电势，回路电势测量电路用于获取热电偶在当前冷端环境下回路中产生的电势并与温度补偿电路产生的电势累加得到热电偶冷端为零点温度时的回路电势，回路电势测量电路连接至处理器，处理器用于根据回路电势测量电路输出电势获取母排温度。处理器为单片机，处理器连接有用于显示母排温度的显示器。
热电偶为J型热电偶，J型热电偶由康铜和铁两种金属构成，J型热电偶最高测量温度可以达到760摄氏度，温度系数为51.45uV。
温度补偿电路包括第一运放、电阻R5、电阻R6和电阻R7，电阻R5一端连接于AD590温度传感器电流输出端，电阻R5另一端接地，第一运放正输入端连接AD590温度传感器电流输出端，第一运放负输入端通过电阻R6接地，第一运放负输入端还通过电阻R7连接至第一运放输出端，第一运放输出端连接回路电势测量电路的电势累加点。电阻R6的阻值为3KΩ，电阻R7的阻值为30KΩ，第一运放为OPA4348。
回路电势测量电路包括第二运放、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，第二运放负输入端和正输入端分别通过电阻R1和电阻R2连接热电偶热端两金属，第二运放负输入端还通过电阻R3连接第二运放输出端，第二运放正输入端为电势累加点，第二运放正输入端通过电阻R4连接温度补偿电路的输出，第二运放输出端连接处理器。电阻R1的阻值为3KΩ，电阻R2的阻值为3KΩ，电阻R3的阻值为300KΩ，电阻R4的阻值为300KΩ，第二运放为OPA4348。
温度补偿电路够补偿实际冷端温度和标准0摄氏度之间的偏移。AD590可以产生依赖于温度变化的微安级电流，使用标准差分放大器，其T型反馈回路可以提供高电压增益，且输入阻抗足够大，因而源负载阻抗变化不会导致测量误差的产生。并且我们使用的电路的参考节点是在输出端进行的，这样能够保持输入端的差分特性，以获得差分放大器共模抑制强的优点。
温度传感器AD590其输出电流与绝对温度K成正比，(1Ua/k)。利用这一特性，就可以对热电偶冷端(参考节点)进行补偿。
其中R1＝R2，R3＝R4，将J型热电偶感应端电压放大100倍，(R3/R1＝100)，冷端产生的电流流过R5，产生电压接入运放第二运放，再反向放大10倍，(R7/R6＝10)，其中R5的电阻可将测量接点处于已知的参考温度(150度左右)，调节R5得到适当的电压(查询J型热电偶分度表)，使第二运放输出电压等于热电偶测温节点所产生的电动势，抵消参考节温度变化带来的误差，与冷端温度变化无关。最后进行反向输入求和，输出给单片机采样，单片机去查分度表(分度表都是以冷端温度为0度去制作的)，从而得出母排实际温度，最后可通过显示器显示出来。
上述实施方式仅为例举，不表示对本实用新型范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本实用新型技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。
Claims (10)
1.一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，包括热电偶，热电偶的热端固定于所述的母排上，热电偶的冷端连接有AD590温度传感器，所述的热电偶热端设有回路电势测量电路，所述的AD590温度传感器输出端连接温度补偿电路，所述的温度补偿电路用于获取冷端相对于零点温度时所产生的电势，所述的回路电势测量电路用于获取热电偶在当前冷端环境下回路中产生的电势并与温度补偿电路产生的电势累加得到热电偶冷端为零点温度时的回路电势，所述的回路电势测量电路连接至处理器，所述的处理器用于根据回路电势测量电路输出电势获取母排温度。
2.根据权利要求1所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，所述的热电偶为J型热电偶。
3.根据权利要求1所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，所述的温度补偿电路包括第一运放、电阻R5、电阻R6和电阻R7，电阻R5一端连接于AD590温度传感器电流输出端，电阻R5另一端接地，第一运放正输入端连接AD590温度传感器电流输出端，第一运放负输入端通过电阻R6接地，第一运放负输入端还通过电阻R7连接至第一运放输出端，第一运放输出端连接回路电势测量电路的电势累加点。
4.根据权利要求1所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，所述的回路电势测量电路包括第二运放、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述的第二运放负输入端和正输入端分别通过电阻R1和电阻R2连接热电偶热端两金属，所述的第二运放负输入端还通过电阻R3连接第二运放输出端，所述的第二运放正输入端为电势累加点，第二运放正输入端通过电阻R4连接温度补偿电路的输出，所述的第二运放输出端连接所述的处理器。
5.根据权利要求3所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，电阻R6的阻值为3KΩ，电阻R7的阻值为30KΩ。
6.根据权利要求3所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，所述的第一运放为OPA4348。
7.根据权利要求4所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，电阻R1的阻值为3KΩ，电阻R2的阻值为3KΩ，电阻R3的阻值为300KΩ，电阻R4的阻值为300KΩ。
8.根据权利要求4所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，所述的第二运放为OPA4348。
9.根据权利要求1所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，所述的处理器为单片机。
10.根据权利要求1所述的一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统，其特征在于，所述的处理器连接有用于显示母排温度的显示器。
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| CN202022295122.1U CN213022006U (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统 |
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| CN202022295122.1U CN213022006U (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统 |
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| CN202022295122.1U Active CN213022006U (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 一种基于热电偶冷端补偿的母排测温系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113932937A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-14 | 武晓愚 | 基于冷端补偿的热电偶温度测量的方法、系统和存储介质 |
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2020
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113932937A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-14 | 武晓愚 | 基于冷端补偿的热电偶温度测量的方法、系统和存储介质 |
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