熱電偶溫度信號(hào)測(cè)量裝置及測(cè)量方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種熱電偶溫度信號(hào)測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
目前使用的熱電偶溫度采集裝置，靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測(cè)量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度傳感器，也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測(cè)溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測(cè)量快速變化的過程。
[0003]早期人們以人的器官感覺出發(fā)，憑感覺到的或接觸到的冷熱程度區(qū)別溫度的高低。這樣得出的結(jié)果往往不可靠、不準(zhǔn)確。研究表明，幾乎所有物質(zhì)的性質(zhì)都與溫度有關(guān)，例如尺寸、體積、密度、硬度、彈性橫量、破壞性強(qiáng)度、電導(dǎo)率、導(dǎo)磁率、光輻射強(qiáng)度等，利用這些性質(zhì)及其隨溫度變化規(guī)律可進(jìn)行溫度測(cè)量。也就是說，溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測(cè)量，而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)(零點(diǎn))和測(cè)量溫度的基本單位。目前國(guó)際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種熱電偶溫度信號(hào)測(cè)量裝置及測(cè)量方法上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種熱電偶溫度信號(hào)測(cè)量裝置，其組成包括:框架本體，所述的框架本體包括熱電偶溫度電路系統(tǒng)、通信電路系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換器、A/D控制器，所述的通信電路系統(tǒng)包括復(fù)位電路器、管理通信器、譯碼電路器、一組芯片，所述的熱電偶溫度電路系統(tǒng)分別與通信電路系統(tǒng)連接、A/D控制器連接，所述的通信電路系統(tǒng)與所述的轉(zhuǎn)換器連接，所述的轉(zhuǎn)換器與主站連接。
[0005]所述的熱電偶溫度信號(hào)測(cè)量裝置，所述的一組芯片與所述的譯碼電路器連接，所述的譯碼電路器與所述的管理通信器連接，所述的管理通信器與所述的復(fù)位電路器。
[0006]一種利用以上的熱電偶溫度信號(hào)測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量的方法，該方法包括如下步驟:首先是通過所述的熱電偶溫度電路系統(tǒng)將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字量，溫度分辨力為
0.25度，所述的熱電偶溫度電路系統(tǒng)內(nèi)部含有熱電偶斷線檢測(cè)電路，冷端補(bǔ)償溫度，熱電偶采集數(shù)據(jù)程序?qū)?shù)據(jù)輸入、輸出處理；
通過所述的A/D控制器轉(zhuǎn)換，查表線性、溫度補(bǔ)償及數(shù)字化輸出接口，所述的一組芯片通過熱電偶串行模數(shù)完成信號(hào)放大，冷端補(bǔ)償線性化，串行數(shù)字輸出；引腳從高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，停止任何信號(hào)轉(zhuǎn)換，在時(shí)鐘的作用下，通過引腳向外輸出已轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)，將低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，所述的通信電路系統(tǒng)連接進(jìn)行新的轉(zhuǎn)換，在引腳高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，第一個(gè)字節(jié)出現(xiàn)在引腳上，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)讀過程需要16個(gè)時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)讀取是在下降的沿完成，所述的一組芯片轉(zhuǎn)換速度是0.17秒至0.22秒之間；
熱電偶數(shù)據(jù)采集程序既輸入輸出處理，不斷的循環(huán)，由應(yīng)用程序不停的刷新輸入緩沖區(qū)中的數(shù)字，保障所有輸入的數(shù)字是最新的，同時(shí)，在接收到主站傳送的不同輸出不同數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生標(biāo)志位，應(yīng)用程序輸入診斷信息并請(qǐng)求更新，主站可以通過所述的轉(zhuǎn)換器的連接進(jìn)行非循環(huán)數(shù)據(jù)傳送。
[0007]有益效果:
1.本發(fā)明采用了所述的熱電偶溫度信號(hào)測(cè)量采樣芯片，包括熱電偶溫度電路系統(tǒng)、通信電路系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換器、A/D控制器，所述的通信電路系統(tǒng)包括復(fù)位電路器、管理通信器、譯碼電路器、一組芯片，解決了熱電偶溫度測(cè)量本身的非線性與冷端補(bǔ)償?shù)膯栴}，提高了測(cè)量精度。
[0008]本發(fā)明的熱電偶溫度電路系統(tǒng)分別與通信電路系統(tǒng)連接、A/D控制器連接，所述的通信電路系統(tǒng)與所述的轉(zhuǎn)換器連接，采用了一組集成芯片具有信號(hào)采樣、處理、分析、調(diào)節(jié)功能。
[0009]本發(fā)明的通信電路系統(tǒng)與所述的轉(zhuǎn)換器連接，所述的轉(zhuǎn)換器與主站連接，這種連接方式，采用現(xiàn)場(chǎng)總線，底層設(shè)備級(jí)傳遞，數(shù)字化通信，任何一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)都不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，降低了工作風(fēng)險(xiǎn)。
[0010]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接方式適合系統(tǒng)擴(kuò)展方便，可掛接其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，進(jìn)行檢測(cè)、運(yùn)算和控制，可以通過主站監(jiān)控信息上網(wǎng)，使監(jiān)督管理部門和決策部門隨時(shí)了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種情況，并加以調(diào)度，提高信息反饋速度和準(zhǔn)確性，可實(shí)現(xiàn)分散控制，集中監(jiān)控。
[0011]本發(fā)明通過所述的A/D控制器轉(zhuǎn)換，查表線性、溫度補(bǔ)償及數(shù)字化輸出接口，所述的一組芯片通過熱電偶串行模數(shù)完成信號(hào)放大，冷端補(bǔ)償線性化，串行數(shù)字輸出，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)讀過程需要16個(gè)時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)讀取是在下降的沿完成，所述的一組芯片轉(zhuǎn)換速度是0.17秒至0.22秒之間，比一般的A/D轉(zhuǎn)換芯片所需時(shí)間要長(zhǎng)的多。
[0012]本發(fā)明采用熱電偶數(shù)據(jù)采集程序既輸入輸出處理，不斷的循環(huán)，由應(yīng)用程序不停的刷新輸入緩沖區(qū)中的數(shù)字，保障所有輸入的數(shù)字是最新的，同時(shí)，在接收到主站傳送的不同輸出不同數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生標(biāo)志位，應(yīng)用程序輸入診斷信息并請(qǐng)求更新，采用硬件中斷的方式來滿足實(shí)時(shí)性要求。
[0013]本發(fā)明的熱電偶測(cè)量精度高，熱響應(yīng)時(shí)間快，因?yàn)橹苯优c被測(cè)對(duì)象接觸，所以不受中間介質(zhì)的影響，測(cè)量范圍廣，可連續(xù)測(cè)量，使用壽命長(zhǎng)。
[0014]本發(fā)明的熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓性
能好，采用壓簧式感溫元件，抗震性能好，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便，結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)單，便于裝配和更換，使用方便。
[0015]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖2是本發(fā)明的試驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)曲線對(duì)比圖。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種熱電偶溫度信號(hào)測(cè)量裝置，其組成包括:框架本體1，所述的框架本體包括熱電偶溫度電路系統(tǒng)2、通信電路系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)換器4、A/D控制器10，所述的通信電路系統(tǒng)包括復(fù)位電路器6、管理通信器9、譯碼電路器8、一組芯片7，所述的熱電偶溫度電路系統(tǒng)分別與通信電路系統(tǒng)連接、A/D控制器連接，所述的通信電