一种多通道热电偶采集模块制造技术

本实用新型专利技术提供一种多通道热电偶采集模块，包括：至少两个热电偶输入通道，用于输入热电偶信号；与热电偶输入通道一一对应的滤波电路，与对应的热电偶输入通道相连，用于对热电偶信号进行滤波；与滤波电路一一对应的光电继电器，与对应的滤波电路相连，用于实现滤波后的热电偶信号的切换；放大滤波电路，与光电继电器相连，用于对切换后的热电偶信号进行放大和带通滤波；冷端补偿模块，用于提供冷端补偿信号；AD转换器，用于对放大滤波后的热电偶信号冷端补偿后进行采样，以获取热电偶采样值；微处理器，用于将热电偶采样值计算为温度值并发送出去。本实用新型专利技术的多通道热电偶采集模块支持多种类型的热电偶信号采集，测温范围大，抗干扰能力强。

A multi-channel thermocouple acquisition module

【技术实现步骤摘要】
一种多通道热电偶采集模块
本技术涉及控制器的
，特别是涉及一种多通道热电偶采集模块。
技术介绍
分布式控制系统(DistributedControlSystem，DCS)又称为集散控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在DCS控制系统中，热电偶采集一般采用冷端电桥补偿电路对热电偶信号进行冷端补偿，通过非平衡电桥的电势差来补偿由冷端温度变化而引起的热电势变化量；采用RC低通滤波电路对热电偶信号进行滤波，将高频杂波滤除；通过运行放大器将热电偶信号进行放大；采用模拟开关切换多通道信号；采用AD转换器对热电偶信号进行采集，并转换为温度数字信号；采用RS485通讯进行数据传输。但是，现有的热电偶采集方式具有以下缺陷：(1)抗干扰特性，如电磁兼容性检测(ElectroMagneticCompatibility，EMC)指标不强，容易造成模拟开关损坏、AD转换器死机的现象；(2)热电偶信号属于mV信号输入，最大量程范围在-60mV～60mV之间，在对信号放大过程中，抑制共模干扰和串模干扰信号能力不强，会导致采集信号抖动。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种多通道热电偶采集模块，支持多种类型的热电偶信号采集，测温范围大，抗干扰能力强，传输速度快。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种多通道热电偶采集模块，包括：至少两个热电偶输入通道，用于输入热电偶信号；与所述热电偶输入通道一一对应的滤波电路，与对应的热电偶输入通道相连，用于对所述热电偶信号进行滤波；与所述滤波电路一一对应的光电继电器，与对应的滤波电路相连，用于实现滤波后的热电偶信号的切换；放大滤波电路，与所述光电继电器相连，用于对切换后的热电偶信号进行放大和带通滤波；冷端补偿模块，用于提供冷端补偿信号；AD转换器，与所述光电继电器和所述冷端补偿模块，用于对放大滤波后的热电偶信号冷端补偿后进行采样，以获取热电偶采样值；微处理器，与所述AD转换器相连，用于将所述热电偶采样值计算为温度值并发送出去。于本技术一实施例中，包括八个热电偶输入通道，分别支持K型、E型、J型、S型、R型、B型、N型和T型热电偶。于本技术一实施例中，还包括磁隔离模块，分别与所述AD转换器和所述微处理器相连，用于对所述热电偶采样值进行数据隔离，并发送至所述微处理器。于本技术一实施例中，还包括RS485通信模块，与所述微处理器相连，用于在所述微处理器的控制下，基于RS485协议将所述温度值发送出去。于本技术一实施例中，还包括系统电源模块和现场电源模块；所述系统电源模块用于为所述单片机供电，所述现场电源模块用于为所述热电偶输入通道、所述滤波电路、所述光电继电器、所述冷端补偿模块和所述AD转换器供电。于本技术一实施例中，所述冷端补偿模块包括依次相连的冷端补偿通道、冷端滤波电路和冷端光电继电器。于本技术一实施例中，所述热电偶采集通道包括共模电感，用于抑制所述热电偶信号中的共模干扰。于本技术一实施例中，还包括显示装置，与所述微处理器相连，用于显示各个热电偶通道的故障信息、通讯信息、电源信息中的一种或多种组合。于本技术一实施例中，所述微处理器采用单片机。于本技术一实施例中，应用于DCS控制系统。如上所述，本技术的多通道热电偶采集模块，具有以下有益效果：(1)支持多种类型的热电偶信号采集，满足多量程信号采集；(2)采用高精度24位AD转换器，采集精度可达0.1％；采用PT100进行柜内温度冷端补偿，不占用热电偶采集通道；(3)电源架构分系统电源和现场电源两种方式供电，避免了电源相互辐射干扰；(4)光电继电器采用无触点继电器，使用寿命接近于无限，且驱动部分具有光耦特性，能够有效抑制干扰传输，对小信号采集起到了隔离作用，最大程度抑制脉冲群对AD转换器的冲击；滤波电路有效地抑制了串模干扰带来信号采集不稳、抖动；(5)任意通道出现故障，不影响其他任意通道的正常工作；现场输入信号线开路，上报断线报警故障信息；通道出现故障时，对应通道的状态灯会显示，故障消除后对应的通道自动恢复正常，通道故障状态灯恢复正常；(6)实现了总线高速通讯功能，通讯速率达到691.2Kbps。附图说明图1显示为本技术的多通道热电偶采集模块于一实施例中的结构示意图；图2显示为本技术的滤波电路于一实施例中的结构示意图；图3显示为本技术的光电继电器于一实施例中的结构示意图；图4显示为本技术的放大滤波电路于一实施例中的结构示意图；图5显示为本技术的微处理器及外围电路于一实施例中的结构示意图；图6显示为本技术的RS485通信模块于一实施例中的结构示意图；图7(a)显示为本技术的24V直流系统电源处理电路于一实施例中的结构示意图；图7(b)显示为本技术的24V直流系统现场处理电路于一实施例中的结构示意图；图8显示为本技术的5V直流现场电源处理电路于一实施例中的结构示意图；图9显示为本技术的基准电源电路于一实施例中的结构示意图。元件标号说明1热电偶输入通道2滤波电路3光电继电器4放大滤波电路5冷端补偿模块6AD转换器7微处理器8磁隔离模块9RS485通信模块具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。本技术的多通道热电偶采集模块可支持多种类型的热电偶信号采集，测温范围大；通过工模干扰抑制和串行干扰抑制，极大地提升了抗干扰能力；基于RS485协议进行传输，满足高速传输的要求。如图1所示，于一实施例中，本技术的多通道热电偶采集模块包括：至少两个热电偶输入通道1，用于输入热电偶信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道热电偶采集模块，其特征在于：包括：/n至少两个热电偶输入通道，用于输入热电偶信号；/n与所述热电偶输入通道一一对应的滤波电路，与对应的热电偶输入通道相连，用于对所述热电偶信号进行滤波；/n与所述滤波电路一一对应的光电继电器，与对应的滤波电路相连，用于实现滤波后的热电偶信号的切换；/n放大滤波电路，与所述光电继电器相连，用于对切换后的热电偶信号进行放大和带通滤波；/n冷端补偿模块，用于提供冷端补偿信号；/nAD转换器，与所述光电继电器和所述冷端补偿模块相连，用于对放大滤波后的热电偶信号冷端补偿后进行采样，以获取热电偶采样值；/n微处理器，与所述AD转换器相连，用于将所述热电偶采样值计算为温度值并发送出去。/n

【技术特征摘要】
1.一种多通道热电偶采集模块，其特征在于：包括：
至少两个热电偶输入通道，用于输入热电偶信号；
与所述热电偶输入通道一一对应的滤波电路，与对应的热电偶输入通道相连，用于对所述热电偶信号进行滤波；
与所述滤波电路一一对应的光电继电器，与对应的滤波电路相连，用于实现滤波后的热电偶信号的切换；
放大滤波电路，与所述光电继电器相连，用于对切换后的热电偶信号进行放大和带通滤波；
冷端补偿模块，用于提供冷端补偿信号；
AD转换器，与所述光电继电器和所述冷端补偿模块相连，用于对放大滤波后的热电偶信号冷端补偿后进行采样，以获取热电偶采样值；
微处理器，与所述AD转换器相连，用于将所述热电偶采样值计算为温度值并发送出去。


2.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：包括八个热电偶输入通道，分别支持K型、E型、J型、S型、R型、B型、N型和T型热电偶。


3.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括磁隔离模块，分别与所述AD转换器和所述微处理器相连，用于对所述热电偶采样值进行数据隔离，并发送至所述微处理器。


4.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘宏波，
申请(专利权)人：重庆川仪控制系统有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50