熱電偶溫度檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其包括：熱電偶檢測回路，由兩種不同材質(zhì)的導體構(gòu)成，所述熱電偶檢測回路的一端與被測物接觸，以產(chǎn)生熱電信號；溫度采集模塊，用于通過熱電偶檢測回路的另一端的檢測點，接收熱電信號，并根據(jù)熱電信號計算被測物的溫度；以及回路電壓上拉模塊，用于給熱電偶檢測回路的檢測點提供偏置電壓。本發(fā)明的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)通過回路電壓上拉模塊對檢測點提供偏置電壓，可對熱電偶的異常開路以及正常溫度變化進行正確判斷。
【專利說明】熱電偶溫度檢測系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種熱電偶溫度檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)控制設備的應用中，常使用熱電偶測量被控對象的溫度。但熱電偶有時會發(fā)生開路的異常情況，如果這時把熱電偶兩端直接輸入溫度采集模塊(包括差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，熱電偶輸出熱電勢減小，此時熱電偶溫度檢測系統(tǒng)無法判斷是正常溫度變化還是異常開路，從而造成熱電偶溫度檢測系統(tǒng)反饋異常而失效。嚴重時，可能會導致對被控對象的過度加熱而燒毀設備，存在火患。
[0003]故，有必要提供一種熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實施例的目的在于提供一種熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中熱電偶溫度檢測系統(tǒng)無法對熱電偶的異常開路以及正常溫度變化進行判斷，從而造成熱電偶溫度檢測系統(tǒng)失效或燒毀設備的技術(shù)問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0006]提供一種熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其包括:
[0007]熱電偶檢測回路，由兩種不同材質(zhì)的導體構(gòu)成，所述熱電偶檢測回路的一端與被測物接觸，以產(chǎn)生熱電信號；
[0008]溫度采集模塊，用于通過所述熱電偶檢測回路的另一端的檢測點，接收所述熱電信號，并根據(jù)所述熱電信號計算所述被測物的溫度；以及
[0009]回路電壓上拉模塊，用于給所述熱電偶檢測回路的檢測點提供偏置電壓。
[0010]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，所述溫度采集模塊分別與所述熱電偶檢測回路的另一端的第一檢測點和第二檢測點連接，所述回路電壓上拉模塊包括:
[0011]第一上拉單元，用于給所述第一檢測點提供偏置電壓。
[0012]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，所述第一上拉單元包括上拉電阻Rl以及分壓電阻R2，所述上拉電阻Rl的一端與電源連接，所述上拉電阻Rl的另一端與所述第一檢測點連接，所述分壓電阻R2的一端與所述第一檢測點連接，所述分壓電阻R2的另一端接地。
[0013]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，所述第一上拉單元還包括調(diào)整電阻R3，所述分壓電阻R2通過所述調(diào)整電阻R3接地。
[0014]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，I (R2+R3) / (R1+R2+R3) *Vcc | >Max(|Vsl-Vs2| )，其中Vcc為提供偏置電壓的電壓源，Vsl-Vs2為被測物溫度所產(chǎn)生的熱電信號。
[0015]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，所述回路電壓上拉模塊還包括:
[0016]第二上拉單元，用于給所述第二檢測點提供偏置電壓。[0017]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，所述第二上拉單元包括上拉電阻R4以及分壓電阻R5，所述上拉電阻R4的一端與電源連接，所述上拉電阻R4的另一端與所述第二檢測點連接，所述分壓電阻R5的一端與所述第二檢測點連接，所述分壓電阻R5的另一端接地。
[0018]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，I R5/(R4+R5) *Vcc I >Max ( |Vsl_Vs2| )，其中Vcc為提供偏置電壓的電壓源，Vsl-Vs2為被測物溫度所產(chǎn)生的熱電信號。
[0019]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，I (R2+R3) / (R1+R2+R3) *Vcc-R5/(R4+R5) *Vcc I >Max ( | Vsl_Vs2 | )，其中Vcc為提供偏置電壓的電壓源，Vsl_Vs2為被測物溫度所產(chǎn)生的熱電信號。
[0020]在本發(fā)明所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)中，所述上拉電阻Rl大于lOORs，所述分壓電阻R2與所述調(diào)整電阻R3之和大于IOORs ；
[0021]所述上拉電阻R4大于lOORs，所述分壓電阻R5大于lOORs，其中Rs為所述熱電偶檢測回路的阻值。
[0022]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)通過回路電壓上拉模塊對檢測點提供偏置電壓，可對熱電偶的異常開路以及正常溫度變化進行正確判斷；解決了現(xiàn)有技術(shù)中溫度監(jiān)視系統(tǒng)無法對熱電偶的異常開路以及正常溫度變化進行判斷，從而造成溫度監(jiān)視系統(tǒng)失效或燒毀設備的技術(shù)問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的具體電路圖；
[0025]其中，附圖標記說明如下:
[0026]10、20:熱電偶溫度檢測系統(tǒng)；
[0027]11,21:熱電偶檢測回路；
[0028]12,22:溫度采集模塊；
[0029]13、23:回路電壓上拉模塊；
[0030]131,231:第一上拉單元；
[0031]132、232:第二上拉單元。
【具體實施方式】
[0032]以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。
[0033]熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時，回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質(zhì)導體為熱電極,被測的一端為工作端，另一端為自由端，自由端通常處于某個恒定的溫度下。
[0034]請參照圖1，圖1為本發(fā)明的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本優(yōu)選實施例的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)10包括熱電偶檢測回路11、溫度采集模塊12以及回路電壓上拉模塊13。其中熱電偶檢測回路11由兩種不同材質(zhì)的導體構(gòu)成，該熱電偶檢測回路11的一端(工作端)與被測物接觸，以產(chǎn)生熱電信號。溫度采集模塊12用于通過熱電偶檢測回路11的另一端(自由端)的第一檢測點和第二檢測點，接收熱電信號，并根據(jù)該熱電信號計算被測物的溫度。
[0035]回路電壓上拉模塊13包括第一上拉單元131以及第二上拉單元132，其中第一上拉單元131用于給熱電偶檢測回路11的第一檢測點提供偏置電壓，第二上拉單元132用于給熱電偶檢測回路11的第二檢測點提供偏置電壓。
[0036]本優(yōu)選實施例的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)工作時，如熱電偶檢測回路11的第一檢測點一側(cè)出現(xiàn)開路狀況，則第一上拉單元131可將第一檢測點的電壓上拉至一穩(wěn)定的電壓值，這時溫度采集模塊12會接收到一固定的第一熱電信號，溫度采集模塊12可根據(jù)該第一熱電信號判斷熱電偶檢測回路11的第一檢測點一側(cè)出現(xiàn)開路狀況。
[0037]如熱電偶檢測回路11的第二檢測點一側(cè)出現(xiàn)開路狀況，則第二上拉單元132可將第二檢測點的電壓上拉至一穩(wěn)定的電壓值，這時溫度采集模塊12同樣會接收到一固定的第二熱電信號(該第二熱電信號一般不同于第一熱電信號)，溫度采集模塊12可根據(jù)該第二熱電信號判斷該熱電偶檢測回路11的第二檢測點一側(cè)出現(xiàn)開路狀況。
[0038]如熱電偶檢測回路的第一檢測點一側(cè)和第二檢測點一側(cè)均出現(xiàn)開路狀況，則第一上拉單元131將第一檢測點的電壓上拉至一穩(wěn)定的電壓值，第二上拉單元132將第二檢測點的電壓上拉至一穩(wěn)定的電壓值，這時溫度采集模塊12同樣會接收到一固定的第三熱電信號(該第三熱電信號應不同于第一熱電信號和第二熱電信號)，溫度采集模塊12可根據(jù)該第三熱電信號判斷該熱電偶檢測回路11的第一檢測點和第二檢測點同時出現(xiàn)開路狀況。
[0039]如熱電偶檢測回路正常工作時，第一上拉單元131將第一檢測點的電壓上拉至一穩(wěn)定的電壓值，第二上拉單元132將第二檢測點的電壓上拉至一穩(wěn)定的電壓值，這時第一檢測點與第二檢測點的共模電壓大致為零，溫度采集模塊12可根據(jù)熱電偶檢測回路11實際檢測的熱電信號計算出被測物的溫度。
[0040]本優(yōu)選實施例的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)10通過回路電壓上拉模塊13對檢測點提供偏置電壓，可對熱電偶的異常開路以及正常溫度變化進行正確判斷。
[0041]下面通過圖2具體說明本發(fā)明的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)的工作原理。圖2為本發(fā)明的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的具體電路圖。
[0042]在本優(yōu)選實施例中，第一上拉單元231包括上拉電阻R1、分壓電阻R2以及調(diào)整電阻R3，上拉電阻Rl的一端與電源連接，上拉電阻Rl的另一端與第一檢測點A連接，分壓電阻R2的一端與第一檢測點A連接，分壓電阻R2的另一端通過調(diào)整電阻R3接地。其中上拉電阻Rl的阻值大致等于分壓電阻R2的阻值，上拉電阻Rl的阻值、分壓電阻R2的阻值以及調(diào)整電阻R3的阻值遠大于熱電偶檢測回路21的阻值Rsl。優(yōu)選的調(diào)整電阻R3的阻值小于上拉電阻Rl的阻值，如R3=0.5R1。
[0043]第二上拉單元232包括上拉電阻R4以及分壓電阻R5，上拉電阻R4的一端與電源連接，上拉電阻R4的另一端與第二檢測點B連接，分壓電阻R5的一端與第二檢測點B連接，分壓電阻R5的另一端接地。其中上拉電阻R4的阻值大致等于分壓電阻R5的阻值，上拉電阻R4的阻值以及分壓電阻R5的阻值遠大于熱電偶檢測回路21的阻值Rs2。
[0044]本優(yōu)選實施例的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)20工作時，熱電偶檢測回路21的遠端與被測物接觸，以產(chǎn)生熱電信號，熱電偶檢測回路21的近端與溫度采集模塊22連接。由于熱電偶檢測回路21由兩種不同材質(zhì)的導體構(gòu)成，因此該熱電信號可由Vsl以及Vs2來表示，該熱電信號對第一檢測點A和第二檢測點B的電勢差會產(chǎn)生影響，溫度采集模塊22通過計算第一檢測點A和第二檢測點B的電勢差來計算被測物的溫度。
[0045]當熱電偶檢測回路21正常工作時，由圖2計算可知:
【權(quán)利要求】
1.一種熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 熱電偶檢測回路，由兩種不同材質(zhì)的導體構(gòu)成，所述熱電偶檢測回路的一端與被測物接觸，以產(chǎn)生熱電信號； 溫度采集模塊，用于通過所述熱電偶檢測回路的另一端的檢測點，接收所述熱電信號，并根據(jù)所述熱電信號計算所述被測物的溫度；以及 回路電壓上拉模塊，用于給所述熱電偶檢測回路的檢測點提供偏置電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度采集模塊分別與所述熱電偶檢測回路的另一端的第一檢測點和第二檢測點連接，所述回路電壓上拉模塊包括: 第一上拉單元，用于給所述第一檢測點提供偏置電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一上拉單元包括上拉電阻Rl以及分壓電阻R2，所述上拉電阻Rl的一端與電源連接，所述上拉電阻Rl的另一端與所述第一檢測點連接，所述分壓電阻R2的一端與所述第一檢測點連接，所述分壓電阻R2的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一上拉單元還包括調(diào)整電阻R3，所述分壓電阻R2通過所述調(diào)整電阻R3接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，
(R2+R3) / (R1+R2+R3) *Vcc | >Max ( | Vsl_Vs2 | )，其中 Vcc 為提供偏置電壓的電壓源，Vsl-Vs2為被測物溫度所.產(chǎn)生的熱電信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述回路電壓上拉模塊還包括: 第二上拉單元，用于給所述第二檢測點提供偏置電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第二上拉單元包括上拉電阻R4以及分壓電阻R5，所述上拉電阻R4的一端與電源連接，所述上拉電阻R4的另一端與所述第二檢測點連接，所述分壓電阻R5的一端與所述第二檢測點連接，所述分壓電阻R5的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于， R5/(R4+R5) *Vcc I >Max ( | Vsl_Vs2 | )，其中Vcc為提供偏置電壓的電壓源，Vsl_Vs2為被測物溫度所產(chǎn)生的熱電信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，
(R2+R3) / (R1+R2+R3) *Vcc_R5/ (R4+R5) *Vcc | >Max ( | Vsl-Vs2 )，其中 Vcc 為提供偏置電壓的電壓源，Vsl-Vs2為被測物溫度所產(chǎn)生的熱電信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱電偶溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述上拉電阻Rl大于lOORs，所述分壓電阻R2與所述調(diào)整電阻R3之和大于IOORs ； 所述上拉電阻R4大于lOORs，所述分壓電阻R5大于lOORs，其中Rs為所述熱電偶檢測回路的阻值。
【文檔編號】G01K7/02GK103471737SQ201310392995
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】王勇, 王惟, 賀云波, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司, 深圳市大族光電設備有限公司