一種基于鉑熱電阻的溫度測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測量裝置，尤其是一種基于鉑熱電阻的溫度測量裝置，屬于溫度測量的技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，用于溫度測量的裝置，其結構主要由溫度傳感器、主機模塊、顯示電路等部分組成。其溫度傳感器主要采用熱敏元件和數(shù)字式器件，采用熱敏元件的溫度測量裝置，雖然傳感器價格便宜，但分辨率比較低，一般只能達到0.1攝氏度左右。采用數(shù)字式器件的溫度測量裝置，雖然電路簡單，且分辨率較熱敏元件有所提高，一般能達到0.06攝氏度左右，但在某些分辨率要求更高的工業(yè)控制、科學實驗、航空航天等場合，該數(shù)字式器件的溫度測量裝置就不能滿足要求了。因此，找到一種高精度的熱敏元件，配合相應的電路及控制程序能夠實現(xiàn)分辨率為0.01攝氏度的溫度測量，對現(xiàn)有的溫度測量裝置進行改進是有必要的。
【實用新型內容】
[0003]針對現(xiàn)有溫度測量方法的上述不足，本實用新型解決的技術問題是設計一種基于鉑熱電阻的溫度測量裝置。
[0004]解決該技術問題所采用的技術方案是:一種基于鉑熱電阻的溫度測量裝置，由主板、鉑熱電阻、連接電纜三部分構成。鉑熱電阻直接與被測物體接觸，鉑熱電阻的阻值與溫度成線性比例關系，且該對應關系恒定不變，將鉑熱電阻與主板連接，通過電路將電阻值轉換成模擬電壓信號，主板上的模數(shù)轉換電路將該模擬電壓信號轉換成數(shù)字信號，主板上的主控制器接收到該數(shù)字信號后，將其換算成對應的電阻值，再通過查表的方式就能計算出當前阻值所對應的溫度值，從而實現(xiàn)溫度測量的功能。
[0005]所述鉑熱電阻型號為PT1000，該熱電阻的阻值隨溫度的增加而線性增大，當溫度為O攝氏度時的阻值為1000歐姆，當溫度為100攝氏度時的阻值為1385.055歐姆，即溫度變化I攝氏度，電阻變化值為3.85055歐姆，通過主板上的放大器對其放大10倍后，溫度變化0.01攝氏度，其電阻變化值為0.385歐姆，選用高分辨率的模數(shù)轉換器件就能實現(xiàn)這一阻值的測量，因此，可實現(xiàn)分辨率為0.01攝氏度的溫度測量。
[0006]所述主板由信號調理電路、模數(shù)轉換電路、主控制器電路、LED數(shù)碼管顯示電路、5V電源電路、參考電壓電路、正負12V電源電路。模數(shù)轉換電路、LED數(shù)碼管顯示電路均與主控制器電路相連。信號調理電路通過連接電纜與鉑熱電阻相連，并輸出模擬電壓信號至模數(shù)轉換電路。5V電源電路為主控制器電路、LED數(shù)碼管顯示電路提供穩(wěn)定的5V直流電壓，參考電壓電路為模數(shù)轉換電路提供可調的參考電壓及穩(wěn)定的2.5V直流電壓。正負12V電源電路為信號調理電路提供穩(wěn)定的正負12V的直流電壓。
[0007]本實用新型的有益效果是:溫度測量的分辨率非常高，可以達到0.01攝氏度。另夕卜，鉑熱電阻獨立于測量裝置之外且通過一根電纜與測量裝置連接，可以將其集成于其它任何裝置中，具有易于二次開發(fā)和便于推廣的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型溫度測量裝置結構圖
[0009]圖2是本實用新型主板原理框圖
[0010]圖3是本實用新型信號調理電路原理圖
[0011]圖4是本實用新型模數(shù)轉換電路原理圖
[0012]圖5是本實用新型主控制器電路原理圖
[0013]圖6是本實用新型LED數(shù)碼管顯示電路原理圖
[0014]圖7是本實用新型5V電源電路原理圖
[0015]圖8是本實用新型參考電壓電路原理圖
[0016]圖9是本實用新型正負12V電源電路原理圖
[0017]其中:1-主板，2-鉑熱電阻，3-連接電纜，11-信號調理電路，12-模數(shù)轉換電路，13-主控制器電路，14-LED數(shù)碼管顯示電路，15-5V電源電路，16-參考電壓電路，17-正負12V電源電路。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步的說明。
[0019]如圖1所示，本實用新型一種基于鉑熱電阻的溫度測量裝置，由主板1、鉑熱電阻2、連接電纜3組成。
[0020]如圖2所示，本實用新型一種基于鉑熱電阻的溫度測量裝置，主板I由信號調理電路11，模數(shù)轉換電路12，主控制器電路13，LED數(shù)碼管顯示電路14，5V電源電路15，參考電壓電路16和正負12V電源電路17組成。
[0021 ] 圖3所示的信號調理電路由鉑熱電阻接口 P3、集成運放LF353P、輸入平衡電阻R16及R17、反饋電阻R15、負載電阻R14、分壓取樣電阻R18及R19、取樣調節(jié)電位器Rw4、輸入平衡電阻RlO及R11、反饋電阻R12、反饋調節(jié)電位器Rw3、負載電阻R13構成。該電路的功能是將鉑熱電阻2輸出的電壓信號與O攝氏度時的電壓值IV進行減法運算，并將減法運算后的電壓信號通過集成運算放大器放大10倍，輸出至模數(shù)轉換電路12。
[0022]圖4中的模數(shù)轉換電路由模數(shù)轉換器AD7981、RC濾波器R20及C26、退耦電容C16及C17構成。該電路的功能是將信號調理電路11輸出的模擬電壓信號轉換成數(shù)字信號輸出至主控制器電路13，通過軟件算法將電壓值換算成電阻值。
[0023]圖5中的主控制器電路由AVR單片機Atmega8、8兆赫茲石英晶體振蕩器、校正電容C7、校正電容C8、ISP下載接口、上拉電阻R24、限流電阻R36、限流電阻R37、限流電阻R38、限流電阻R39、限流電阻R40、限流電阻R41、退耦電容C9及ClO構成。該電路的功能是將數(shù)轉換電路12輸出數(shù)字信號通過軟件算法轉換成電阻值，再根據(jù)電阻值進行查表獲得對應的溫度值，單片機通過輸入輸出端口控制LED數(shù)碼管顯示電路14顯示出對應的溫度值。晶體振蕩器電路是產生穩(wěn)定時鐘振蕩信號，ISP下載接口是實現(xiàn)在線程序下載功能的。
[0024]圖6中的LED數(shù)碼管顯示電路由3個兩位一體的共陽型LED數(shù)碼管、6個驅動三極管8550、6個限流電阻構成。該電路的功能是在主控制器電路13中單片機的控制下完成溫度顯不。
[0025]圖1中的5V電源電路由接口 Pl、4個整流二極管、濾波電容Cl、濾波電容C2、退耦電容C3、退耦電容C27、三端穩(wěn)壓器LM7805構成。該電路的功能是將Pl的交流電壓轉換成穩(wěn)定的5V直流電壓為主控制器電路13、LED數(shù)碼管顯示電路14提供電能。
[0026]圖8中的參考電壓電路由三端穩(wěn)壓器LM1117-2.5、退耦電容C4及C6、濾波電容C5、可控精密穩(wěn)壓源CJ431A、調整電阻Rl、取樣電阻R2及R3、濾波電容C11、分壓電阻R4及R5、參考電壓調節(jié)電位器Rwl構成。該電路的功能是將正12V的直流電壓轉換成穩(wěn)定可調節(jié)的5V參考電壓提供給模數(shù)轉換電路12中的模數(shù)轉換器，同時轉換成穩(wěn)定的2.5V直流電壓為模數(shù)轉換電路12提供電能。
[0027]圖9中的正負12V電源電路由接口 P2、4個整流二極管、濾波電容C20、濾波電容C24、濾波電容C22及C18、退耦電容C21、退耦電容C25、退耦電容C23及C19、三端穩(wěn)壓器MC7812CT及MC7912CT、可控精密穩(wěn)壓源CJ431A、調整電阻R6、取樣電阻R7、取樣電阻R8及R9、恒定電流調節(jié)電位器Rw2構成。該電路的功能是將P2的交流電壓轉換成穩(wěn)定的正負12V直流電壓為信號調理電路11中的集成運算放大器提供電能，同時轉換成恒定的直流電流給鉑熱電阻2提供電能。
[0028]雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是本領域的普通技術人員可以在所附權利要求的范圍內作出各種變形或修改。
【主權項】
1.一種基于鉑熱電阻的溫度測量裝置，其特征在于，包括主板(I)、鉑熱電阻(2)、連接電纜(3)，所述主板⑴包括信號調理電路(11)、模數(shù)轉換電路(12)、主控制器電路(13)、LED數(shù)碼管顯示電路(14)、5V電源電路(15)、參考電壓電路(16)、正負12V電源電路(17)，所述正負12V電源電路(17)為信號調理電路(11)提供穩(wěn)定的正負12V的直流電壓，所述信號調理電路(11)通過連接電纜⑶與鉑熱電阻⑵相連并輸出模擬電壓信號至模數(shù)轉換電路(12)，所述模數(shù)轉換電路(12)、LED數(shù)碼管顯示電路(14)均與主控制器電路(13)相連，所述5V電源電路(15)為主控制器電路(13)、LED數(shù)碼管顯示電路(14)提供穩(wěn)定的5V直流電壓，所述參考電壓電路(16)為模數(shù)轉換電路(12)提供可調的參考電壓及穩(wěn)定的.2.5V直流電壓。
【專利摘要】一種基于鉑熱電阻的溫度測量裝置由主板(1)、鉑熱電阻(2)、連接電纜(3)組成。鉑熱電阻(2)直接與被測物體接觸，鉑熱電阻的阻值與溫度成線性比例關系，且該對應關系恒定不變，將鉑熱電阻(2)與主板(1)連接，通過電路將電阻值轉換成模擬電壓信號，主板上的模數(shù)轉換電路將該模擬電壓信號轉換成數(shù)字信號，主板(1)上的主控制器接收到該數(shù)字信號后，將其換算成對應的電阻值，再通過查表的方式就能計算出當前阻值所對應的溫度值，從而實現(xiàn)溫度測量的功能。本裝置采用型號為PT1000的鉑熱電阻，測量分辨率可達到0.01攝氏度，測量分辨率非常之高，另外本裝置的鉑熱電阻獨立于測量裝置之外且通過一根電纜與測量裝置連接，可以將其集成于其它任何裝置中，具有易于二次開發(fā)和便于推廣的優(yōu)點。
【IPC分類】G01K7-18
【公開號】CN204330167
【申請?zhí)枴緾N201420872965
【發(fā)明人】舒望
【申請人】湖南汽車工程職業(yè)學院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月26日