智能型分體溫度傳感器的製作方法

2023-06-14 01:36:46

專利名稱：智能型分體溫度傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種溫度傳感器，尤其是一種可探測遠距離溫度的智能型分體溫
度傳感器。
背景技術：
溫度傳感器用於溫度監控系統中，當溫度達到設定的閥值時，產生檢測信號，用於 保護連鎖保護系統。在一個系統(設備)中，需要測溫的部分往往由於其位置特殊而不適 合技術人員靠近或是測量，這時就需要一種測量部分和顯示部分分開的智能型傳感器來解 決此問題。溫度傳感器常用熱敏電阻器或數字溫度傳感器作為傳感元件。數字溫度傳感器 是數字接口，通信距離有限。熱敏電阻器的精度高範圍大但阻值變化與溫度不具有線性關 系，需通過軟體校正或是硬體補償，才能得到準確的溫度。通常利用熱敏電阻測溫度採用的 方法有電橋法，恆壓法，恆流法。電橋由於本身具有非線性且輸出的是電壓信號，常用在電 阻變化小，幹擾小的情況。恆壓法沒有恆流法抗幹擾能力強，而且恆壓源相對恆流源要難做 一些。由於分體式的探頭和主體通過電纜相連，所以必須重視現場的幹擾影響。

發明內容本實用新型要解決的問題是，由於需要測溫的位置特殊而導致用戶對傳感器的安 裝，操作，維護不方便，現場幹擾大，精度差，具體技術方案如下 —種智能型分體溫度傳感器，包括電源、測量單元和信號處理單元，電源為測量單 元和信號處理單元提供電源；測量單元的信號輸出端和信號處理單元的信號輸入端連接， 信號處理單元還連接有輸出模塊和控制信號輸入模塊。測量單元與信號處理單元之間設有 連接線纜。 所述測量單元是探頭，信號處理單元內設有信號處理電路；所述探頭的輸出端連 接信號處理電路的信號輸入端(具體使用時，如果所選探頭輸出的信號類型選擇是否添加 A/D轉換器，例如探頭輸出的是模擬信號，則探頭的輸出端需要連接A/D轉換器的輸入端， A/D轉換器的輸出端再連接信號處理電路的信號輸入端)。所述探頭內設有高精度鉑電阻 的溫度傳感器，鉑電阻與探頭表面之間設有高導熱率的導熱物質。所述探頭設在探棒內，探 棒的直徑不大於10mm。 所述信號處理電路是以單片機為核心的電路，所述信號處理電路還連接人機接口 模塊，人機接口模塊包括輸入/輸出設備接口等。顯示模塊包括數碼管顯示單元和LED燈， 本處的數碼管顯示單元為LED數碼管顯示單元。 所述輸出模塊包括滯後輸出埠和窗口輸出埠 ；控制信號輸入模塊是按鍵。 所述電源是恆流電源。 本實用新型的探頭與主體(信號處理單元)可以不在同一位置，兩者之間距離最 長可達30m;探頭內部用高精度鉑電阻做溫度傳感器，並採用高導熱率的導熱物質來傳到 熱量；採用恆流法激勵鉑電阻，電流為lmA，恆流源電路全部採用高精度的元件；採用耐高
3溫帶屏蔽的電纜；用單片機內搭載的軟體算法來解決鉑電阻的非線性問題。 本實用新型簡化了電路設計，提高了測量精度，同時還具有偏移校準的功能，結構
小巧，只需在管道上開孔即可安裝。

圖l是實施例的結構框圖。 圖2是實施例滯後輸出示意圖。 圖3是實施例窗口輸出示意圖。 圖4是實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。 —種智能型分體溫度傳感器，包括電源、測量單元和信號處理單元2，電源為測量 單元和信號處理單元提供電源；測量單元的信號輸出端和信號處理單元的信號輸入端連 接，信號處理單元還連接輸出模塊和控制信號輸入模塊。測量單元與信號處理單元之間設 有連接線纜3。 所述測量單元是探頭，信號處理單元內設有信號處理電路；所述探頭的輸出端連 接A/D轉換器的輸入端，A/D轉換器的輸出端連接信號處理電路的信號輸入端。所述連接 信號處理電路是以單片機為核心的電路，所述信號處理電路的輸出端還連接顯示模塊。所 述輸入輸出模塊包括滯後輸出埠和窗口輸出埠。所述探頭內設有高精度鉑電阻的溫度 傳感器，鉑電阻與探頭表面之間設有高導熱率的導熱物質。所述電源是恆流電源。所述探 頭設在探棒1內，探棒1的直徑不大於10mm。 所述信號處理電路是以單片機為核心的電路，所述信號處理電路還連接人機接口 模塊，人機接口模塊包括輸入/輸出設備接口等，例如串行、並行接口電路等。顯示模塊包 括LED數碼管顯示單元和LED燈。所述輸出模塊包括滯後輸出埠和窗口輸出埠 ；控制 信號輸入模塊是按鍵。所述電源是恆流電源。 本例中，探棒1直徑8mm，探棒1為不鏽鋼探棒，結構小巧，只需在管道上開孔即可 安裝，探頭直徑只有8mm，幾乎不產生任何壓力損失；不鏽鋼的探棒1增加了產品的耐腐蝕 性；由於採用了單片機處理數據，用戶操作更加靈活。 如圖1所示，本例的探頭的輸出端連接單片機，經單片機處理數據後在顯示模塊 上顯示溫度，由於使用單片機處理數據，有多種輸出方式供用戶選擇，輸出可以通過菜單選 擇輸出埠 滯後輸出和窗口輸出。 滯後輸出，如圖2 :如果系統溫度與預設的差不多，那麼滯後現象保持在輸出平穩 的狀態。當系統溫度升高的時候，輸出端能夠達到打開開關的點(SP1);當系統溫度再一次 降低時，輸出端能夠達到關閉開關的點(rPl)。滯後調整的方法為首先打開開關的點確定 好，然後根據要求的不同再重新確定。圖中，Hno是指常開遲滯量、Hnc是指常閉遲滯量。 窗口輸出，如圖3 :通過窗口的作用能監測到明確的可以被接受的值。當系統溫度 在開(SP1)和關(rPl)之間變化時，輸出接通(窗口作用/N0)或不接通(窗口作用/NC)。 通過SP1和rPl的不同可以設定窗口的寬度，SP1為上面的值，rPl為下面的值。圖中，Fno
4是指窗口常開，Fnc是指窗口常閉。 本例的探頭部分採用A級PT1000鉑電阻做溫度傳感器，封裝在探頭內部，並灌注
高導熱係數的導熱矽膠，以提高測溫的敏感度和精度。恆流源採用高精度的恆流源電路，電
流為lmA，恆定的電流經過耐高溫帶屏蔽的電纜加在阻值受溫度變化的鉑電阻上從而產生
了隨溫度變化的電壓值，這個電壓經過單片機的內部處理轉變成顯示單元上的溫度值，由
於鉑電阻的非線性，所以在軟體上做了線性化算法，補償了鉑電阻的誤差。 本例的顯示單元是採用LED數碼管顯示單元和LED燈。除了數碼管顯示溫度和菜
單之外，紅色超亮的LED燈，用來顯示當前的溫度單位和開關量的輸出狀態，使用戶對當前
傳感器的狀態一目了然。本例採用高精度鉑電阻和高精度恆流源電路，這樣不僅大大簡化
了電路設計，同時還提高了測量的精度，同時還可以結合軟體使本傳感器具有偏移校準的功能。
權利要求一種智能型分體溫度傳感器，包括電源、測量單元和信號處理單元，電源為測量單元和信號處理單元提供電源；測量單元的信號輸出端和信號處理單元的信號輸入端連接，信號處理單元還連接輸出模塊和控制信號輸入模塊，其特徵是測量單元與信號處理單元之間設有連接線纜。
2. 根據權利要求1所述的智能型分體溫度傳感器，其特徵是所述測量單元是探頭，信號處理單元內設有信號處理電路；所述探頭的輸出端連接連接信號處理電路的信號輸入丄山順。
3. 根據權利要求2所述的智能型分體溫度傳感器，其特徵是所述探頭內設有高精度鉑電阻的溫度傳感器，鉑電阻與探頭表面之間設有高導熱率的導熱物質。
4. 根據權利要求2或3所述的智能型分體溫度傳感器，其特徵是所述探頭設在探棒內，探棒的直徑不大於10mm。
5. 根據權利要求2所述的智能型分體溫度傳感器，其特徵是所述信號處理電路是以單片機為核心的電路，所述信號處理電路還連接人機接口模塊。
6. 根據權利要求5所述的智能型分體溫度傳感器，其特徵是所述顯示模塊包括數碼管顯示單元和LED燈。
7. 根據權利要求1所述的智能型分體溫度傳感器，其特徵是所述輸出模塊包括滯後輸出埠和窗口輸出埠。
8. 根據權利要求1所述的智能型分體溫度傳感器，其特徵是控制信號輸入模塊是按鍵。
9. 根據權利要求1所述的智能型分體溫度傳感器，其特徵是所述電源是恆流電源。
專利摘要一種智能型分體溫度傳感器，包括電源、測量單元和信號處理單元，電源為測量單元和信號處理單元提供電源；測量單元的信號輸出端和信號處理單元的信號輸入端連接，信號處理單元還連接有輸出模塊和控制信號輸入模塊。測量單元與信號處理單元之間設有連接線纜。本實用新型簡化了電路設計，提高了測量精度，同時還具有偏移校準的功能，結構小巧，只需在管道上開孔即可安裝。
文檔編號G01K7/18GK201514291SQ20092023607
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月23日 優先權日2009年9月23日
發明者陳柏志 申請人:伊瑪精密電子(蘇州)有限公司