一种基于温频转换技术的温度传感装置制造方法及图纸

一种基于温频转换技术的温度传感装置，属于温度传感领域。本实用新型专利技术所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置解决了现有温度传感器的灵敏度低的问题。本实用新型专利技术所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置包括RC振荡电路、分频器、频率计数器和显示电路；RC振荡电路中的热敏电阻用于在其所处环境温度发生变化时引起RC振荡电路输出频率的变化，分频器用于M分频RC振荡电路的输出频率；频率计数器用于测量分频器的输出频率，并将测量结果M倍放大；显示电路用于显示频率计数器输出的测量结果。本实用新型专利技术所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置用于实现高灵敏度的温度传感。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种温度传感装置，具体涉及一种基于温频转换技术的温度传感装置。
技术介绍
温度传感器广泛地应用于工农业生产、气象、环保、国防、科研、测震和航天等多个领域，随着科学技术的不断进步，各个应用领域对温度传感器灵敏度的要求也越来越高，现有的温度传感器可分为半导体式、铂电阻式、光纤式以及红外式，其灵敏度较低，无法进行高灵敏度的传感。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有温度传感器的灵敏度低的问题，从而提出了一种基于温频转换技术的温度传感装置。本技术所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置，该装置包括RC振荡电路、分频器、频率计数器和显示电路；RC振荡电路包括电容1、热敏电阻2、第一电阻3、第二电阻4、第三电阻5、第一稳压二极管6、第二稳压二极管7和运算放大器8，运算放大器8的反相输入端同时与电容1的一端和热敏电阻2的一端连接，运算放大器8的同相输入端同时与第二电阻4的一端和第三电阻5的一端连接，运算放大器8的输出端与第一电阻3的一端连接，热敏电阻2的另一端同时与第一电阻3的另一端、第二电阻4的另一端和第一稳压二极管6的正极连接，第一稳压二极管6的负极与第二稳压二极管7的负极连接，第二稳压二极管7的正极、第三电阻5的另一端和电容1的另一端均与电源地连接，第一电阻3与第一稳压二极管6的公共端为RC振荡电路的交流电压信号输出端；分频器用于M分频RC振荡电路的输出频率；频率计数器用于测量分频器的输出频率，并将测量结果M倍放大；显示电路用于显示频率计数器输出的测量结果；M为正整数。本技术所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置的原理为：当热敏电阻所处的环境温度发生变化时，其电阻值改变，进而使RC振荡电路的输出频率发生改变，利用分频器对RC振荡电路输出的高频率交流电压信号进行M分频，使分频后的交流电压信号的频率在频率计数器能够处理的范围内，频率计数器测量其接收到的交流电压信号的频率，并将测量结果M倍放大，最后通过显示电路显示测量结果。在特定的温度条件下，本技术所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置能够对0.01℃的温度变化量做出接近1000Hz的反馈，对1℃的温度变化量做出了接近100000Hz的反馈。本技术所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置，可监测极为细微的温度变化，在温度变化量很小的情况下有较为可观的频率输出反馈，具有较高的灵敏度和分辨率，能够实现高灵敏度的传感。附图说明图1是实施方式一所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置的工作原理图；图2是实施方式一中RC振荡电路的电路图；图3是实施方式一中RC振荡电路的输出电压波形和电容上的电压波形图；图4是实施方式二中MF-51-3000型负温度系数热敏电阻的阻值-温度特性曲线图。具体实施方式具体实施方式一：参照图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置，该装置包括RC振荡电路、分频器、频率计数器和显示电路；RC振荡电路包括电容1、热敏电阻2、第一电阻3、第二电阻4、第三电阻5、第一稳压二极管6、第二稳压二极管7和运算放大器8，运算放大器8的反相输入端同时与电容1的一端和热敏电阻2的一端连接，运算放大器8的同相输入端同时与第二电阻4的一端和第三电阻5的一端连接，运算放大器8的输出端与第一电阻3的一端连接，热敏电阻2的另一端同时与第一电阻3的另一端、第二电阻4的另一端和第一稳压二极管6的正极连接，第一稳压二极管6的负极与第二稳压二极管7的负极连接，第二稳压二极管7的正极、第三电阻5的另一端和电容1的另一端均与电源地连接，第一电阻3与第一稳压二极管6的公共端为RC振荡电路的交流电压信号输出端；分频器用于M分频RC振荡电路的输出频率；频率计数器用于测量分频器的输出频率，并将测量结果M倍放大；显示电路用于显示频率计数器输出的测量结果；M为正整数。第一稳压二极管6和第二稳压二极管7将RC振荡电路的输出电压U0稳定在±Ur之间。当U0＝Ur时，热敏电阻2向电容1充电，当电容1上的充电电压Uc＞FUr，F＝R2/(R1+R2)时，U0翻转，当U0＝-Ur时，热敏电阻2对电容1反向充电，当电容1上的充电电压Uc＜-FUr时，U0再次翻转，使U0＝Ur。RC振荡电路的输出频率f为： f = 1 T = 1 2 R C l n ( 1 + 2 R 2 R 1 ) - - - ( 1 ) ]]>公式(1)中，T为RC振荡电路输出电压的周期，R为热敏电阻2的电阻值，R1为第二电阻4的电阻值，R2为第三电阻5的电阻值，C为电容1的电容值；其中C、R1和R2均为常量，因此RC振荡电路的输出频率f只与R的大小有关。具体实施方式二：参照图4说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置的进一步限定，热敏电阻2为MF-51-3000型号的热敏电阻。本实施方式所述的一种基于温频转换技术的温度传感装置，根据中华人民共和国第四机械工业部部颁标准《MF51型珠状热敏电阻器(SJ 1554-80)》，选择MF-51-3000型的负温度系数热敏电阻,该热敏电阻在-30℃～30℃范围内阻值变化较大；MF-51-3000型负温度系数热敏电阻的阻值与其所处温度之间的关系可表示为: R ( T 1 ) = R ( T 2 ) exp [ β ( 1 T 1 - 1 T 2 ) ] - - - ( 2 ) ]]>公式(2)中，R(T1)为负温度系数热敏电阻在温度T1时的电阻值；R(T2)为负温度系数热敏电阻在额定温度T2时的电阻值，等于680Ω；exp为以自然数e为底的指数；β为负温度系数热敏电阻的热敏指数，等于2200；T1和T2均为开氏温度，T2为298.15K；将各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于温频转换技术的温度传感装置，其特征在于，该装置包括RC振荡电路、分频器、频率计数器和显示电路；RC振荡电路包括电容(1)、热敏电阻(2)、第一电阻(3)、第二电阻(4)、第三电阻(5)、第一稳压二极管(6)、第二稳压二极管(7)和运算放大器(8)，运算放大器(8)的反相输入端同时与电容(1)的一端和热敏电阻(2)的一端连接，运算放大器(8)的同相输入端同时与第二电阻(4)的一端和第三电阻(5)的一端连接，运算放大器(8)的输出端与第一电阻(3)的一端连接，热敏电阻(2)的另一端同时与第一电阻(3)的另一端、第二电阻(4)的另一端和第一稳压二极管(6)的正极连接，第一稳压二极管(6)的负极与第二稳压二极管(7)的负极连接，第二稳压二极管(7)的正极、第三电阻(5)的另一端和电容(1)的另一端均与电源地连接，第一电阻(3)与第一稳压二极管(6)的公共端为RC振荡电路的交流电压信号输出端；分频器用于M分频RC振荡电路的输出频率；频率计数器用于测量分频器的输出频率，并将测量结果M倍放大；显示电路用于显示频率计数器输出的测量结果；M为正整数。

【技术特征摘要】
1.一种基于温频转换技术的温度传感装置，其特征在于，该装置包括RC振荡电路、分频器、频率计数器和显示电路；RC振荡电路包括电容(1)、热敏电阻(2)、第一电阻(3)、第二电阻(4)、第三电阻(5)、第一稳压二极管(6)、第二稳压二极管(7)和运算放大器(8)，运算放大器(8)的反相输入端同时与电容(1)的一端和热敏电阻(2)的一端连接，运算放大器(8)的同相输入端同时与第二电阻(4)的一端和第三电阻(5)的一端连接，运算放大器(8)的输出端与第一电阻(3)的一端连接，热敏电阻(2)的另一端同时与第一电阻(3)的另一端、第二电阻(4)的另一端和第一稳压二极管(6)的正极连接，第一稳压二极管(6)的负极与第二稳压二极管(7)的负极连接，第二稳压二极管(7)的正极、第三电阻(5)的另一端和电容(1)的另一端均与电源地连接，第一电阻(3)与第一稳压二极管(6)的公共端...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙崐，张子通，迟明伟，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23