CN218674001U - 一种热敏电阻检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热敏电阻检测装置，包括：主控单元和检测电路模块，其中，主控单元，包括控制芯片和模数转换器，控制芯片的控制端与模数转换器的待控端相连接，用于双向传输数字信号；检测电路模块包括：第一检测探针、与第一检测探针相对应的第一检测电路，第一检测电路包括，第二检测探针、分压电阻、第一电位端和第二电位端，其中，第一检测探针的输出端连接第一电位端，第二检测探针的输出端与模数转换器的输入通道电性连接，第二检测探针的输出端经由分压电阻与第二电位端相连接，第一检测探针及第二检测探针的输入端用于与待测热敏电阻测试端相连接。本实用新型能够同时检测多个热敏电阻，并且提高检测精度。

Description

一种热敏电阻检测装置

技术领域

本实用新型涉及电阻检测技术领域，更具体地，涉及一种热敏电阻检测装置。

背景技术

检测热敏电阻的传统方法为：用户在对热敏电阻进行检测前，需要通过温度计确认好当前的环境温度，并根据当前检测环境的温度和待测热敏电阻的型号，查阅产品的规格书，确定热敏电阻在该环境温度下的阻值范围，再用万用表对热敏电阻进行阻值测量，每次测量，必须人为去看万用表的测量阻值，并人为去判断该值是否在对应的阻值范围内。

以上检测具有以下缺陷：

1)环境温度若一旦变化，意味着热敏电阻的阻值范围发生了变化，用户不可能时刻盯着温度计看，在不知道温度变化的情况下，会对热敏电阻的好坏进行误判；

2)每次温度变化和每测一种型号的热敏电阻，都必须要人为地去确认热敏电阻在该环境温度下的阻值范围，对用户的专业要求高；

3)检测结果需要人为读取和人为判断，一旦检测数量多，不但检测效率低，而且容易出错；

4)一个人一次只能测一个热敏电阻，且万用表响应慢，检测效率低，若想提高测量精度，还需对同一个热敏电阻进行多次测量，求平均值，检测效率更低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出的一种热敏电阻检测装置，能够同时检测多个热敏电阻，并且提高检测精度。

本实用新型的一种热敏电阻检测装置，包括：主控单元和检测电路模块，其中，

主控单元，包括控制芯片和模数转换器，控制芯片的控制端与模数转换器的待控端相连接，用于双向传输数字信号；

检测电路模块包括：第一检测探针、与第一检测探针相对应的第一检测电路，第一检测电路包括，第二检测探针、分压电阻、第一电位端和第二电位端，其中，

第一检测探针的输出端连接第一电位端，第二检测探针的输出端与模数转换器的输入通道电性连接，第二检测探针的输出端经由分压电阻与第二电位端相连接，第一检测探针及第二检测探针的输入端用于与待测热敏电阻测试端相连接。

进一步的，第一检测探针具有大于一个与之相对应的第一检测电路。

进一步的，多个第一检测探针具有同一个与之相对应的第一检测电路。

进一步的，模数转换器具有一个以上的输入通道，其中两个输入通道与同一第二检测探针的输出端相连接。

进一步的，控制芯片内置数据存储器和数据处理器。

进一步的，本实用新型的一种热敏电阻检测装置还包括：温度探测电路模块，温度探测电路模块用于检测待测热敏电阻所在的环境温度，与主控单元通过协议通信进行数据交换。

进一步的，本实用新型的一种热敏电阻检测装置还包括：人机交互单元，人机交互单元与主控单元通过双向通讯通道相连接。

更进一步的，人机交互单元包括：与主控单元通过双向通讯通道相连接的控制电路模块。

更进一步的，人机交互单元包括：显示电路模块和按键电路模块。

更进一步的，人机交互单元包括：声音电路模块。

本实用新型的有益效果为：

1)根据要测的热敏电阻型号，将对应的所有环境温度的阻值范围预设在装置中，用户只需选择对应型号即可，不用在查阅相关规格书；

2)装置上设有温度探测电路模块，能自动实时检测当前环境温度，装置根据用户选择的热敏电阻型号和实时环境温度，自动搜索出热敏电阻在该温度下的阻值范围。

以上1～2点，省去每次检测前都要人为根据当前环境温度去查阅热敏电阻规格书中的对应阻值范围的步骤，对用户的要求也降低；装置根据环境温度的变化，自动调整阻值范围，减少对热敏电阻好坏的误判。

3)装置自动检测热敏电阻，只要把检测电路模块的检测探针接触到热敏电阻两端即可自动检测到热敏电阻的存在并对其进行检测，检测完成后，放开探针再接触下一个待测热敏电阻即可，检测步骤简单，提高检测效率。

4)装置的人机交互单元中有声音电路模块，能对检测结果进行提示，对良品和不良品分别发出不同的声音提示。用户无需再看显示界面上的检测结果，进一步提高检测效率。

5)装置利用主控单元高速的ADC转换，响应和处理速度快，且在每一次检测过程中，自动多次检测热敏电阻的阻值，并进行无效值筛选和算法运算求平均值，降低测量误差。整个检测过程结束用时约1s时间，检测速度快，不但提高了检测效率，而且检测精度高。

6)装置能同时检测多个热敏电阻，装置的检测电路模块中，设置有多个检测电路通道，能连接多个待测热敏电阻，并同时对这些热敏电阻进行检测。用户不再需要分别去检测这些热敏电阻，大大提高检测效率。

附图说明

为了更容易理解本实用新型，将通过参照附图中示出的具体实施方式更详细地描述本实用新型。这些附图只描绘了本实用新型的典型实施方式，不应认为对本实用新型保护范围的限制。

图1为本实用新型的一种实施例的原理结构框图；

图2为本实用新型的一种实施例的检测电路模块的电路原理图；

图3为本实用新型的另一种实施例的检测电路模块的电路原理图；

图4为本实用新型的一种实施例的主控单元的电路原理图；

图5为本实用新型的一种实施例的温度探测电路模块的电路原理图；

图6为本实用新型的一种实施例的人机交互单元的电路原理图；

图7为本实用新型的一种实施例的工作原理流程图。

具体实施方式

下面参照附图描述本实用新型的实施方式，以便于本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所列举的实施例不作为本实用新型的限定，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，其中相同的部件用相同的附图标记表示。

在一种实施例中，如图1所示，本实用新型的热敏电阻检测装置01包括：主控单元10和检测电路模块20；

其中，主控单元10，包括控制芯片和模数转换器ADC，控制芯片的控制端与模数转换器ADC的待控端相连接，用于双向传输数字信号；

检测电路模块20包括：第一检测探针21、与第一检测探针21相对应的第一检测电路22，第一检测电路22包括，第二检测探针23、分压电阻24、第一电位端和第二电位端，

第一检测探针21的输出端连接第一电位端，第二检测探针23的输出端与模数转换器ADC的输入通道电性连接；第二检测探针23的输出端经由分压电阻24与第二电位端相连接；第一检测探针21及第二检测探针23的输入端用于与待测热敏电阻测试端相连接。

优选的，第一检测探针21具有大于一个与之相对应的第一检测电路22；优选的，多个第一检测探针21具有同一个与之相对应的第一检测电路22。此两种实施例通过能够在一次检测中同时对待测热敏电阻进行多次测量，提高了检测精度及准度。

优选的，多个第一检测电路22共用同一个第一电位端/第二电位端。

优选的，多个第一检测电路22的第一电位端/第二电位端的电位值不同。

优选的，模数转换器ADC具有一个以上的输入通道，其中两个输入通道与同一第二检测探针23的输出端相连接；模数转换器ADC的数量为多个。

在一种优选实施例中，第一检测探针21、第一检测电路22的数量为n(n为大于1的自然数)个，模数转换器ADC的输入端亦为n个，当n个待测热敏电阻两端与第一检测探针21及第二检测探针23的输入端相接触时，构成n个检测回路。检测电路模块20与待测热敏电阻形成回路后，改变了检测电路模块20原有的电压值，当主控单元10检测到这些电压变化时，主控单元10通过模数转换器ADC的通道对该变化的电压进行多次采样，并进行无效值筛选和采样的结果运算，从而精准地得出待测热敏电阻的阻值。

更具体的，如图2所示，第一电位端为接地端GND，第二电位端为电源端且电位值为Vorg。第一检测探针21的一端统一接在检测电路模块20的接地端；第二检测探针23的一端分别接到检测电路模块20的端口test1～testn上，端口test1～testn分别连接到主控单元10的模数转换器ADC的模数转换通道ADC_CH1～ADC_CHn上。

第一检测探针21、第二检测探针23的另一端分别接在热敏电阻NTC1～NTCn的两端上，形成了n个检测回路。以NTC1为例，说明NTC1的电阻值RNTC1的检测过程。NTC1和分压电阻ref1(其阻值为Rref1)对Vorg形成了分压，从而改变了端口test1的电压值Vtest1，主控单元10一旦检测到端口test1电压值Vtest1的变化，即立即采样端口test1当前的电压值Vtest1。根据公式1，求出NTC1的电阻值RNTC1。

公式1：RNTC1/(RNTC1+Rref1)*Vorg＝Vtest1

RNTC1＝Vtest1*Rref1/(Vorg-Vtest1)

在另一种实施例中，如图3所示，第一电位端为电源端且电位值为Vorg，第二电位端为接地端GND。第一检测探针21的一端统一接在检测电路模块20的电源端；第二检测探针23的一端分别接到检测电路模块20的端口test1～testn上，端口test1～testn分别连接到主控单元10的模数转换器ADC的模数转换通道接口ADC_CH1～ADC_CHn上。

第一检测探针21、第二检测探针23的另一端分别接在热敏电阻NTC1～NTCn的两端上，形成了n个检测回路。以NTC1为例，说明NTC1的电阻值的检测过程。NTC1和分压电阻ref1(其阻值为Rref1)对Vorg形成了分压，从而改变了端口test1的电压值Vtest1，主控单元10一旦检测到端口test1电压值Vtest1的变化，即立即采样端口test1当前的电压值Vtest1。根据公式2，求出NTC1的电阻值RNTC1。

公式2：Rref1/(RNTC1+Rref1)*Vorg＝Vtest1

RNTC1＝(Vorg-Vtest1)*Rref1/Vtest1

优选的，主控单元10的控制芯片内置数据存储器，用于存储热敏电阻检测流程数据及热敏电阻的型号、规格信息等。

优选的，主控单元10的控制芯片内置数据处理器，用于对模数转换器ADC采样及处理的待测热敏电阻相关的模拟量进行运算及处理。进一步的，内置数据处理器还具有执行热敏电阻检测流程数据的功能。

优选的，如图4所示，主控单元10的控制芯片和模数转换器ADC由MCU(单片微型计算机)替代，并且还含有相关的外围电路。

在一种优选实施例中，选用型号为STM32F103ZET的MCU构成主控单元10，选用该MCU，主要有以下优点：

1)利用其内置的多ADC转换器和多ADC通道口，对热敏电阻检测装置01进行一次操作就能对多颗待测热敏电阻进行检测；

2)其内置的ADC转换器的转换精度为12bit，能够满足所有待测热敏电阻的检测误差，能高精度测量待测热敏电阻的实际阻值；

3)其内置的ADC转换器转换速度快，再加上其主频为72Mhz，对采样数据能进行快速运算处理，达到非常好的响应和检测速度，比使用万用表测量待测热敏电阻快得多；

4)其内置的FLASH存储空间多达512KB，可以预存多种待测热敏电阻型号的标准规格数值。

在一种实施例中，本实用新型的热敏电阻检测装置01还包括：温度探测电路模块30。温度探测电路模块30用于检测待测热敏电阻所在的环境温度，与主控单元10通过协议通信进行数据交换，在收到主控单元10的请求后，返回温度检测结果给主控单元10。

更具体的，如图5所示，温度探测电路模块30采用DS18B20温度传感器及辅助电路构成，DS18B20温度传感器具有单总线，驱动引脚少，电路简单，12bit温度分辨率(0.125℃)，转换速度快的优点。确保装置能精准实时地根据环境温度去判断热敏电阻的好坏。

进一步的，本实用新型的热敏电阻检测装置01还包括：人机交互单元40，人机交互单元40与主控单元10通过双向通讯通道相连接，作为热敏电阻检测装置01与外界进行信息交互的单元。

进一步的，人机交互单元40包括：控制电路模块41、数据交互电路模块42、声音电路模块43，其中，

控制电路模块41：与主控单元10通过双向通讯通道相连接，能够将外界输入的数据信息传递给主控单元10。其中，数据信息包括：热敏电阻检测流程数据、热敏电阻的型号、规格信息等。

数据交互电路模块42：为控制电路模块41/热敏电阻检测装置01的交互面板，交互面板具有数据输入及输出功能，能够用于选择/设置热敏电阻的型号、规格信息等，以及将检测结果、环境温度、对应阻值范围等数据进行输出显示。

声音电路模块43：根据预置的检测结束信号，对检测结果进行声音提示，声音提示种类包括：热敏电阻好坏的提示音。进一步的，预置的检测结束信号由控制电路模块41/主控单元10产生。

更具体的，如图6所示，数据交互电路模块42包括显示电路模块，显示电路模块为3.5寸SPI接口的TFT彩色液晶显示模块，该模块使人机交互界面更加美观和清晰，能够显示多种信息在屏幕上，例如热敏电阻型号、每个热敏电阻的测量值、某环境温度下的标准阻值范围、当前检测环境温度等信息。

如图6所示，数据交互电路模块42包括按键电路模块，用于通过按键对热敏电阻检测装置01进行控制，简单直接，成本低。

如图6所示，声音电路模块43利用TC4428做信号转压，放大电流，驱动有源蜂鸣器LS1，从而对检测结果进行提示，能够仅通过声音便知道检测结果的好坏。

在一种具体的实施例中，本实用新型的热敏电阻检测装置01的部分结构由图3-6中的检测电路模块、主控单元、温度探测电路模块、人机交互单元按照图中标示的引脚连接符号进行硬件连接而构成。如图7所示，本实用新型的热敏电阻检测装置01的工作原理如下：

打开装置电源后，用户通过人机交互单元的控制电路模块选择显示电路模块上显示的热敏电阻型号，选择结束后，人机交互单元把选中的型号告知主控单元，主控单元进入到对应型号的检测程序中，并使人机交换单元切换到检测界面中。

主控单元通过ADC通道等待检测电路模块上第一检测电路的电压变化，即等待用户把检测探针与热敏电阻相连接。同时主控单元也在判断人机交互单元是否有发出返回请求，若有则返回到选择型号界面。

当主控单元检测到电压变化后，主控单元通过ADC通道，对通道的电压进行多次测量，并把差异较大的电压去掉忽略不计，并求出该电压的测量平均值，从而提高测量精准度。再通过算法对采样结果进行运算，得出热敏电阻的测量值。

主控单元向温度探测电路模块发送获取温度值的请求，温度探测单元(温度探测电路模块)把当前的温度返回给主控单元。主控单元根据用户所选的热敏电阻型号和当前实时的环境温度去搜索预设在主控单元中的温度范围列表，从而得出对应的标准阻值范围(良品热敏电阻必须在该范围内)。至此，一个检测过程结束。

在上述检测过程中，主控单元把检测结果发送至人机交互单元，把当前环境温度、标准阻值范围、热敏电阻的测量值、好坏判断结果均显示在显示模块上,并使声音电路模块发出区分热敏电阻好与坏的声音。

主控单元通过ADC通道等待检测电路模块上第一检测电路的电压恢复到原始电压值，即等待检测探针与热敏电阻断开。主控单元清空显示电路模块的显示结果，并等待进入新一次的检测过程，并同时判断人机交互单元是否有发出返回请求，若有返回到选择型号界面。

通过上面任一/几个实施例，可以明确本实用新型的热敏电阻检测装置具有以下优点：

1)根据要测的热敏电阻型号，对应的所有环境温度的阻值范围预设在装置中，用户需选择对应型号即可，不用在查阅相关规格书；

2)装置上设有温度探测电路模块，能自动实时检测当前环境温度，装置根据用户选择的热敏电阻型号和实时环境温度，自动搜索出热敏电阻在该温度下的阻值范围。

以上1～2点，省去每次检测前都要人为根据当前环境温度去查阅热敏电阻规格书中的对应阻值范围的步骤，对用户的要求也降低；装置根据环境温度的变化，自动调整阻值范围，减少对热敏电阻好坏的误判。

3)装置自动检测热敏电阻，只要把检测电路模块的检测探针接触到热敏电阻两端即可自动检测到热敏电阻的存在并对其进行检测，检测完成后，放开探针再接触下一个待测热敏电阻即可，检测步骤简单，提高检测效率。

4)装置的人机交互单元中有声音电路模块，能对检测结果进行提示，对良品和不良品分别发出不同的声音提示。用户无需再看显示界面上的检测结果，进一步提高检测效率。

5)装置利用主控单元高速的ADC转换，响应和处理速度快，且在每一次检测过程中，自动多次检测热敏电阻的阻值，并进行无效值筛选和算法运算求平均值，降低测量误差。上述的整个检测过程下来用时约1s时间，检测速度快，不但提高了检测效率，而且检测精度高。

6)装置能同时检测多个热敏电阻，装置的检测电路模块中，设置有多个检测电路通道，能连接多个待测热敏电阻，并同时对这些热敏电阻进行检测。用户不再需要分别去检测这些热敏电阻，大大提高检测效率。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式，本说明书使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热敏电阻检测装置，其特征在于，包括：主控单元和检测电路模块，其中，

主控单元，包括控制芯片和模数转换器，控制芯片的控制端与模数转换器的待控端相连接，用于双向传输数字信号；

检测电路模块包括：第一检测探针、与第一检测探针相对应的第一检测电路，第一检测电路包括，第二检测探针、分压电阻、第一电位端和第二电位端，其中，

第一检测探针的输出端连接第一电位端，第二检测探针的输出端与模数转换器的输入通道电性连接，第二检测探针的输出端经由分压电阻与第二电位端相连接，第一检测探针及第二检测探针的输入端用于与待测热敏电阻测试端相连接。

2.根据权利要求1所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，第一检测探针具有大于一个与之相对应的第一检测电路。

3.根据权利要求1所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，多个第一检测探针具有同一个与之相对应的第一检测电路。

4.根据权利要求1所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，模数转换器具有一个以上的输入通道，其中两个输入通道与同一第二检测探针的输出端相连接。

5.根据权利要求1所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，控制芯片内置数据存储器和数据处理器。

6.根据权利要求1所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，还包括：温度探测电路模块，温度探测电路模块用于检测待测热敏电阻所在的环境温度，与主控单元通过协议通信进行数据交换。

7.根据权利要求1所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，还包括：人机交互单元，人机交互单元与主控单元通过双向通讯通道相连接。

8.根据权利要求7所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，人机交互单元包括：与主控单元通过双向通讯通道相连接的控制电路模块。

9.根据权利要求7所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，人机交互单元包括：显示电路模块和按键电路模块。

10.根据权利要求7所述的热敏电阻检测装置，其特征在于，人机交互单元包括：声音电路模块。

Images