CN214793530U - 一种高精度温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高精度温度测量装置，其技术特点是：包括主控单元、时间选择使能开关单元、供电单元、DC‑DC升压单元、LDO线性稳压单元、温度采集单元、EEPROM存储单元和数据传输单元。时间选择使能开关单元等与主控单元相连，供电单元、DC‑DC升压单元、LDO线性稳压单元串联至主控单元为主控单元进行供电。本实用新型为高度集成的温度测量仪器，具有体积小、测量精度高和温度数据可存储的优点，可实现温度信息的采集、量化、编码、上传和分析。

Description

一种高精度温度测量装置

技术领域

本实用新型属于电子设备技术领域，尤其是一种高精度温度测量装置。

背景技术

温度测量仪器作为一种最常用的仪器，在工农业生产、科学研究及生活等领域中应用极为广泛。传统温度测量装置的传感器与测量仪表分离，限制了其在密封设备温度参数测量中的应用。

温度数据采集仪主要由温度传感器部分、信号采集部分(高精度AD采集)、数据存储部分及上位机组成，通过采集、量化、编码及上传、分析，测量系统能实时的记录温度信息，以后期对温度变化过程进行分析和跟踪。目前，该类高精度温度测量装置多为进口产品，费用昂贵，技术迭代升级困难。

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，提出一种高精度温度测量装置，能够用于密封设备温度参数的测量。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高精度温度测量装置，包括主控单元、时间选择使能开关单元、供电单元、DC-DC升压单元、LDO线性稳压单元、温度采集单元、EEPROM存储单元和数据传输单元，所述温度采集单元、EEPROM存储单元、数据传输单元、时间选择使能开关单元与主控单元相连，供电单元、DC-DC升压单元、LDO线性稳压单元串联至主控单元为主控单元进行供电。

而且，所述温度采集单元通过LIN_UART与主控单元相连，该温度采集单元采用PGA900芯片。

而且，所述EEPROM存储单元通过SPI与主控单元相连，该EEPROM存储单元采用25LC256-H芯片。

而且，所述数据传输单元通过LIN_UART与主控单元相连。

而且，所述主控单元采用STM8AF6223芯片。

而且，所述主控单元通过模数转换电路ADC连接供电单元。

而且，所述DC-DC升压单元采用LTC3124芯片。

而且，所述LDO线性稳压单元采用LT3060-5芯片。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型将主控单元及时间选择使能开关单元和温度采集单元连接在一起，实现高精度的温度测量功能以及装置的高度集成功能；将主控单元及EEPROM存储单元和数据传输单元连接在一起，实现温度测量数据存储以及传输的功能；将供电单元、DC-DC升压单元、LDO线性稳压单元和主控单元为主控单元串联，实现对于主控单元提供稳定的电源输入。本实用新型对于温度测量仪器进行了高度集成，具有体积小、测量精度高和温度数据可存储的优点，通过采集、量化、编码及上传和分析，测量系统实时的记录温度信息，实现后期对温度变化过程的分析和跟踪。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型温度采集单元的电路示意图；

图3为本实用新型EEPROM存储单元的电路示意图；

图4为本实用新型主控单元的电路示意图；

图5为本实用新型数据传输单元的电路示意图；

图6为本实用新型供电单元、DC-DC升压单元和LDO线性稳压单元的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详述。

一种高精度温度测量装置，如图1所示，包括：主控单元、时间选择使能开关单元、供电单元、DC-DC升压单元、LDO线性稳压单元、温度采集单元、EEPROM存储单元和数据传输单元，所述温度采集单元、EEPROM存储单元、数据传输单元、时间选择使能开关单元与主控单元相连，供电单元、DC-DC升压单元、LDO线性稳压单元串联至主控单元为主控单元进行供电，时间选择使能开关单元选择主控单元的采样间隔时间，温度采集单元进行温度采集并输入至主控单元，EEPROM存储单元进行主控单元数据的存储，数据传输单元进行主控单元与上位机之间的数据传输，供电单元进行供电输入，DC-DC升压单元将供电单元输入的电压进行升压，LDO线性稳压单元对DC-DC升压单元输出的电压进行稳压后输入至主控单元。

如图2所示所述温度采集单元通过LIN_UART与主控单元相连，LIN的含义为：LocalInterconnect Network，即本地互联网络。温度采集单元包括：采集IC、采集硬件电路触点及其外围电路，采集IC为PGA900。

采集硬件电路触点包括引脚VP_OTP、引脚REFCAP、引脚SWDCLK、引脚SWDIO、引脚TX、引脚RX、引脚AVSS、引脚DVSS、引脚GND、引脚PAD、引脚VDD、引脚AVDD、引脚DVDD、引脚DVDD_EME、引脚VINPN、引脚VINTP、引脚VINTN、引脚DACCAP、引脚FBP和引脚GPIO1。

温度采集单元的采集硬件电路触点的引脚REFCAP与0.1μF电容C13相连接，0.1μF电容C13的另一端与引脚GND相连，引脚VP_OTP、引脚SWDCLK、引脚SWDIO与接线端子P3的引脚6、引脚4和引脚2，接线端子P3的引脚1通过10KΩ连接AVDD模拟正电压，接线端子P3的引脚5与引脚GND相连，引脚RX与接线端子TP3相连接，引脚TX与接线端子TP4相连接，引脚AVSS、引脚DVSS、引脚PAD与引脚GND连接，引脚VDD与0.1μF电容C17相连接，0.1μF电容C17的另一端与引脚GND相连，引脚AVDD分别与AVDD模拟正电压和0.1μF电容C18相连接，0.1μF电容C18另一端与引脚GND相连，引脚DVDD和引脚DVDD_EME与0.1μF电容C19相连接，与0.1μF电容C19的另一端与引脚GND相连，引脚VINPN与引脚GND相连接，引脚VINTP连接接线端子P2的引脚2，引脚VINTN分别连接接线端子P2的引脚1和接地4.99KΩ电阻R14，引脚VINTP和VINTN之间并联1KΩ电阻R11，引脚DACCAP与0.1μF电容C20相连接，0.1μF电容C20的另一端与引脚GND相连，引脚FBP与引脚GND相连接，引脚GPIO_1与主控单元引脚PA2相连接。

如图3所示，EEPROM存储单元通过SPI与主控单元相连，EEPROM存储单元包括存储IC、存储硬件电路触点及其外围电路，存储IC为25LC256-H。

EEPROM存储单元包括存储IC为25LC256-H，存储硬件电路触点包括：引脚VCC、引脚HOLD、引脚SCK、引脚SI、引脚VSS、引脚WP、引脚SO和引脚CS。

存储硬件电路触点的引脚WP与10KΩ电阻R5相连接，10KΩ电阻R5的另一端与引脚VDD相连接，引脚VSS与引脚GND相连接，引脚VCC与引脚VDD相连接，引脚HOLD与10KΩ电阻R2相连接，10KΩ电阻R2的另一端与引脚VDD相连接。

如图5所示，数据传输单元通过LIN_UART与主控单元相连。数据传输单元包括：引脚VBUS、引脚D-、引脚D+、引脚ID、引脚GND、引脚SH1、引脚SH2、引脚SH3和引脚SH4。数据传输单元的引脚VBUS与引脚VDD相连接，引脚SH1、引脚SH2、引脚SH3及引脚SH4与引脚GND相连。

如图4所示，主控单元包括：主控IC、控制硬件电路触点及其外围电路，主控IC为STM8AF6223。

控制硬件电路触点包括引脚PD3、引脚PD2、引脚PD1、引脚PC7、引脚PC6、引脚PC5、引脚PC4、引脚PC3、引脚PB4、引脚PA3、引脚VDD、引脚VCAP、引脚VSS、引脚PA1、引脚PA2、引脚NRST、引脚PD5和引脚PD6。

主控单元的控制硬件电路触点的引脚PD3与100KΩ电阻R13和100KΩ电阻R10相连接，100KΩ电阻R13另一端与引脚GND相连接，100KΩ电阻R10的另一端与DC-DC升压单元引脚SD相连接，引脚PD2分别与100KΩ电阻R15和数据传输单元引脚ID相连接，100KΩ电阻R15的另一端与引脚GND相连接，引脚SWIM和引脚NRST分别与接线端子P5的引脚3和引脚1相连接，接线端子P5的引脚1与VDD连接，接线端子P5的引脚2接地，引脚PC7与EEPROM存储单元引脚SO相连接，引脚PC6与EEPROM存储单元引脚SI相连接，引脚PC5与EEPROM存储单元引脚SCK相连接，引脚PC4分别与100KΩ电阻R17和0ΩR16电阻相连接，100KΩ电阻R17的另一端与引脚GND相连接，0Ω电阻R16的另一端与引脚VDD相连接，引脚PC3分别与100KΩ电阻R18和时间选择使能开关单元P4引脚2连接，时间选择使能开关单元P4的1与VDD连接，100KΩ电阻R18的另一端与引脚GND相连接，引脚PB4分别与100KΩ电阻R19和时间选择使能开关单元P6引脚2连接，时间选择使能开关单元P6引脚1与VDD连接，100KΩ电阻R19的另一端与引脚GND相连接，引脚PD5与数据传输单元引脚D+相连接，引脚PD6与数据传输单元引脚D-相连接，引脚PA1与温度采集单元引脚VDD相连接，引脚VSS与引脚GND相连接，引脚VCAP与1μF电容C14相连接，1μF电容C14的另一端与引脚GND相连接，引脚VDD分别与1μF电容C15和0.1μF电容C16连接，1μF电容C15和0.1μF电容C16的另一端与引脚GND相连接，引脚PA3与10KΩ电阻R4相连接，与10KΩ电阻R4的另一端与EEPROM存储单元引脚CS相连接。

如图6所示，DC-DC升压单元包括升压IC、升压硬件电路触点及其外围电路，升压IC为LTC3124。升压硬件电路触点包括：引脚CAP、引脚VOUTB、引脚NC、引脚VOUTA、引脚SGND、引脚SD、引脚FB、引脚VC、引脚PGND、引脚RT、引脚VCC、引脚PWM、引脚VIN、引脚PGNDA、引脚SWA、引脚PGNDB、引脚SWB。

升压硬件电路触点的引脚SWB与4.7μH电感L1相连接，4.7μH电感L1的另一端分别与4.7μH电感L2、10μF电容C5和接线端子P1的引脚2连接，接线端子P1的引脚1连接接线端子TP1，引脚PGNDB与引脚GND相连接，引脚SWA与4.7μH电感L2的另一端相连接，4.7μH电感L2分别与10μF电容C9和引脚VIN相连接，10μF电容C9的另一端与引脚GND相连接，引脚PGNDA与引脚GND相连接，引脚PWM和引脚VCC分别与4.7μF电容C10相连接，4.7μF电容C10的另一端与引脚GND相连接，引脚RT与28KΩ电阻R9相连接，28KΩ电阻R9的另一端与引脚GND相连接，引脚PGND与引脚GND相连接，引脚GND与连接端子TP2相连接，引脚VC分别与60.4KΩ电阻R7和68pF电容C11相连接，60.4KΩ电阻R7的另一端与1.2nF电容C12相连接，1.2nF电容C12的另一端与引脚GND相连接，68pF电容C11的另一端与引脚GND相连接，引脚FB分别与280KΩ电阻R8和1.13MΩ电阻R6相连接，280KΩ电阻R8另一端与引脚GND相连接，1.13MΩ电阻R6另一端分别与VOUTB引脚、100nF电容C2、1μF电容C6相连接，100nF电容C2的另一端与引脚CAP连接，引脚VOUTA接地，引脚VOUTA和引脚CAP之间分别并联47μF电容C7和47μF电容C8，1μF电容C6的另一端接地。

所述LDO线性稳压单元包括线性稳压IC、稳压硬件电路触点及其外围电路，线性稳压IC为LT3060-5。线性稳压硬件电路触点设有引脚SHDN、引脚GND、引脚REF、引脚ADJ、引脚OUT、引脚IN。

稳压硬件电路触点引脚REF与10nF电容C1相连接，10uF电容C1的另一端与引脚GND相连接，引脚ADJ与115KΩ电阻R1和854KΩ电阻R3相连接，115KΩ电阻R1的另一端与引脚GND相连接，845KΩ电阻R3的另一端与引脚VDD相连接，引脚OUT与引脚VDD相连接，引脚IN分别与1μF电容C3和1μF电容C6相连接，1μF电容C3的另一端与引脚GND相连接，引脚GND与10μF电容C4相连接，10μF电容C4的另一端与引脚VDD相连接，引脚GND接地，引脚SHDN与1μF电容C6相连接。

主控单元通过模数转换电路ADC连接供电单元。

本实用新型的工作过程如下：

1、STM8AF6223单片机系统进行初始化。

2、再对温度采集单元、EEPROM存储单元、数据传输单元进行初始化和配置，使信号采集进入实时采集状态。

3、主程序通过I2C协议与供电单元进行信息传递，将电池的使用情况实时的存储在EEPROM存储单元上。

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，因此本实用新型包括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)

1.一种高精度温度测量装置，其特征在于：包括主控单元、时间选择使能开关单元、供电单元、DC-DC升压单元、LDO线性稳压单元、温度采集单元、EEPROM存储单元和数据传输单元，所述温度采集单元、EEPROM存储单元、数据传输单元、时间选择使能开关单元与主控单元相连，供电单元、DC-DC升压单元、LDO线性稳压单元串联至主控单元为主控单元进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种高精度温度测量装置，其特征在于：所述温度采集单元通过LIN_UART与主控单元相连，该温度采集单元采用PGA900芯片。

3.根据权利要求1所述的一种高精度温度测量装置，其特征在于：所述EEPROM存储单元通过SPI与主控单元相连，该EEPROM存储单元采用25LC256-H芯片。

4.根据权利要求1所述的一种高精度温度测量装置，其特征在于：所述数据传输单元通过LIN_UART与主控单元相连。

5.根据权利要求1所述的一种高精度温度测量装置，其特征在于：所述主控单元采用STM8AF6223芯片。

6.根据权利要求1所述的一种高精度温度测量装置，其特征在于：所述主控单元通过模数转换电路ADC连接供电单元。

7.根据权利要求1所述的一种高精度温度测量装置，其特征在于：所述DC-DC升压单元采用LTC3124芯片。

8.根据权利要求1所述的一种高精度温度测量装置，其特征在于：所述LDO线性稳压单元采用LT3060-5芯片。

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