可移除PCB接线盒冷结补偿制造技术

一种输入模块，包括接线盒和可移除印刷电路板(PCB)。接线盒包括第一和第二连接器组件，用于将外部热电偶的第一和第二电导线电耦合到PCB。第一或第二连接器组件中的至少一个包括内部热电偶。内部热电偶具有两个导电腿，这两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，用于将印刷电路板的边缘分别连接到接线盒或从接线盒断开。PCB包括用于测量PCB上的温度的传感器，以及处理电路，该处理电路配置为当测量外部热电偶的热结温度时，使用基于来自传感器的温度测量和来自内部热电偶的温度或电压测量所确定的冷结温度来执行冷结补偿。行冷结补偿。行冷结补偿。

【技术实现步骤摘要】
可移除PCB接线盒冷结补偿


[0001]本公开涉及一种与外部热电偶一起使用以执行温度测量的现场端接输入模块，更具体地，涉及一种具有接线盒(terminal block)和可移除印刷电路板(PCB)的现场端接输入模块，用于在执行温度测量时实现冷结补偿。

技术介绍

[0002]热电偶是一种可以用来测量温度的传感器。热电偶包括两个电导线，它们由两种不同类型的导电金属制成并且连接在一起形成两个结。一个结连接在要测量温度的位置处，例如物体(称为“热结”)。另一个结连接到温度已知的主体，比如现场端，其处于较低温度(称为“冷结”)。温度差异导致导线对之间产生电压，该电压与两个结的温度差异近似成比例。然后，可以通过使用热电偶参考表解释电压来计算温度，或者直接从校准的测量仪器读取温度。由于热电偶冷端不在0℃或32
°
F，因此可以执行冷结补偿来补偿缺失的热电电压。这种补偿需要测量冷结或冷端的温度，例如端子的导线终端的温度。然而，这种测量可能难以精确实现(例如在1.5到2度的误差异内)，因为温度传感器需要紧密耦合到现场端子上的导线终端，这可能受到尺寸或空间约束。

技术实现思路

[0003]根据一实施例，输入模块包括接线盒和可移除印刷电路板(PCB)。接线盒被配置成接收外部热电偶的至少一对第一和第二电导线。接线盒包括第一和第二连接器组件，用于将外部热电偶的第一和第二电导线电耦合到可移除印刷电路板。第一或第二连接器组件中的至少一个包括内部热电偶。内部热电偶具有两个导电腿，这两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，用于分别将印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到接线盒或从接线盒断开。印刷电路板包括用于测量印刷电路板上的温度的传感器，以及处理电路，该处理电路配置为当测量外部热电偶的热结温度时，使用基于来自传感器的温度测量和来自内部热电偶的温度或电压测量确定的冷结温度来执行冷结补偿。
[0004]每个内部热电偶可以基于一对腿中的一个腿，其具有低塞贝克系数(uV/C)以使得主外部读数不会被端子触点抵消，并且另一个腿可以由热敏材料形成。例如，一个腿可以由磷青铜形成，磷青铜具有低塞贝克系数(例如小于(<)1μV/℃)。另一个腿可以由康铜形成，康铜具有高或较高塞贝克系数(例如等于
‑
35μV/℃)。具有低塞贝克系数金属一侧的腿可用于主现场测量，例如来自外部热电偶的所连接的导线的测量。
[0005]在一些实施例中，处理电路可以配置成根据内部热电偶的两个腿之间的电压差来确定接线盒与印刷电路板之间的温度差异，并且基于传感器测量的温度和所确定的温度差异来计算冷结温度。处理电路可以配置成基于具有冷结补偿的外部热电偶的第一和第二导体之间的电压差异来测量热结温度。
[0006]在一些实施例中，第一和第二连接器组件中的每一个都可以包括具有两个导电腿的内部热电偶，这两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，用于
分别将可移除印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到接线盒或从接线盒断开。处理电路可以基于内部热电偶中的每一个的两个腿之间的电压差异来确定接线盒和印刷电路板之间的温度差异，并且基于传感器测量的温度和内部热电偶中的每一个的所确定的温度差异来计算冷结温度。处理电路可以被配置成基于第一和第二连接器组件的内部热电偶中每一个的温度差异的平均来计算冷结温度。传感器可以布置在印刷电路板上的等温区域中，当连接到印刷电路板时，该等温区域在第一和第二连接器组件的爪形连接器之间。接线盒可以包括用于多个外部热电偶的多组第一和第二连接器组件。
[0007]在一些实施例中，内部热电偶可以具有两个腿中由具有低塞贝克系数的金属形成的一个，以及两个腿中由具有高塞贝克系数的金属形成的另一个。例如，两个腿中的一个可以由铍铜合金或磷青铜合金形成，两个腿中的另一个可以由铜镍合金或康铜形成。在一些实施例中，接线盒可以包括机械紧固件，用于将至少一个外部热电偶的第一和第二导线分别连接到第一和第二连接器组件。
[0008]在另一实施例中，提供了一种在输入模块上实现冷结补偿的方法，该输入模块包括接线盒和可移除印刷电路板。接线盒配置成接收外部热电偶的至少一对第一和第二电导线。接线盒包括第一和第二连接器组件，用于将外部热电偶的第一和第二电导线电耦合到印刷电路板。该方法包括：使用印刷电路板上的传感器测量温度；使用接线盒的第一和第二连接器组件中的至少一个的内部热电偶来测量温度或电压，该内部热电偶具有两个导电腿，这两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，用于分别将印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到接线盒或从接线盒断开；基于来自传感器的温度测量和来自内部热电偶的温度或电压测量来确定外部热电偶的冷结温度；以及，当测量外部热电偶的热结温度时，使用所确定的冷结温度来执行冷结补偿。此外，一种存储计算机代码的非有形计算机可读介质，当由处理电路执行计算机代码时，该计算机代码执行在包括接线盒和可移除印刷电路板的输入模块上实现冷结补偿的方法。
附图说明
[0009]通过参考各种实施例，可以获得上面简要概述的本公开的更详细描述，其中一些实施例在附图中示出。虽然附图图示了本公开的选择实施例，但这些附图不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他同等有效的实施例。
[0010]图1是示出了根据一实施例的温度测量系统的示例的示意图，该温度测量系统包括具有接线盒和可移除印刷电路板(PCB)的输入模块，用于与一个或多个外部热电偶一起使用，以使用冷结补偿来执行温度测量。
[0011]图2示出了根据一实施例的图1的输入模块的示例接线盒及其部件的截面图，该部件包括包含内部热电偶的电连接器组件。
[0012]图3示出了根据一实施例的图2的接线盒的内部热电偶的透视图。
[0013]图4示出了根据一实施例的图1的输入模块的示例接线盒的截面图。
[0014]图5示出了根据另一实施例的图1和图2的输入模块的示例接线盒和可移除PCB的截面图。
[0015]图6是示出根据一实施例的执行由图1的输入模块实现的冷结补偿的示例操作的流程图。
[0016]图7是根据一实施例的温度随时间变化的示例图表，其示出了输入模块的接线盒的平均温度、使用PCB上的传感器获得的接线盒的未补偿温度测量以及使用PCB上的传感器获得的补偿温度测量的比较，该补偿温度测量使用来自接线盒的内部热电偶连接器的信息进行补偿。
[0017]图8示出了根据一实施例的示例图表，其示出了使用输入模块的内部热电偶连接器的未补偿温度测量和补偿温度测量的温度测量误差异随时间的比较。
[0018]图9是根据一实施例的K型输入模块的温度随时间变化的示例图表，其示出了输入模块的接线盒的平均温度、使用PCB上的传感器获得的接线盒的未补偿温度测量以及使用PCB上的传感器获得的补偿温度测量的比较，该补偿温度测量使用来自接线盒的内部热电偶连接器的信息进行补偿。
[0019]图10示出了根据一实施例的示例图表，其示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输入模块，包括：用于接收外部热电偶的至少一对第一和第二电导线的接线盒，该接线盒包括用于将所述外部热电偶的所述第一和第二电导线电耦合到可移除印刷电路板的第一和第二连接器组件，所述第一或第二连接器组件中的至少一个包括内部热电偶，该内部热电偶具有两个导电腿，这两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，以用于分别将印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到接线盒或从接线盒断开；并且所述印刷电路板包括：传感器，用于测量所述印刷电路板上的温度，以及处理电路，其被配置为当测量所述外部热电偶的热结温度时，使用基于来自所述传感器的温度测量和来自所述内部热电偶的温度或电压测量所确定的冷结温度来执行冷结补偿。2.根据权利要求1所述的输入模块，其中，所述处理电路被配置为：根据所述内部热电偶的所述两个腿之间的电压差异，确定所述接线盒和所述印刷电路板之间的温度差异，以及基于由所述传感器测量的温度和所确定的温度差异计算冷结温度。3.根据权利要求2所述的输入模块，其中，所述处理电路被配置为基于具有冷结补偿的所述外部热电偶的所述第一与第二导体之间的电压差异来测量热结温度。4.根据权利要求1所述的输入模块，其中，所述第一和第二连接器组件中的每一个包括具有两个导电腿的内部热电偶，所述两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，以用于分别将所述可移除印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到所述接线盒或从所述接线盒断开，其中，所述处理电路基于所述内部热电偶中的每一个的所述两个腿之间的电压差异来确定所述接线盒与所述印刷电路板之间的温度差异，并且基于由所述传感器测量的温度和所述内部热电偶中的每一个所确定的温度差异来计算冷结温度。5.根据权利要求4所述的输入模块，其中，所述处理电路被配置为基于所述第一和第二连接器组件的所述内部热电偶中的每一个的所述温度差异的平均来计算冷结温度。6.根据权利要求4所述的输入模块，其中，所述传感器被布置在所述印刷电路板上的等温区域中，当连接到印刷电路板上时，所述等温区域位于所述第一和第二连接器组件的爪形连接器之间。7.根据权利要求4所述的输入模块，其中，所述接线盒包括用于多个外部热电偶的多组所述第一和第二连接器组件。8.根据权利要求1所述的输入模块，其中，所述两个腿中的一个由具有低塞贝克系数的金属形成，并且所述两个腿中的另一个由具有高塞贝克系数的金属形成。9.根据权利要求1所述的输入模块，其中，所述接线盒包括机械紧固件，所述机械紧固件用于将所述至少一个外部热电偶的所述第一和第二导线分别连接到所述第一和第二连接器组件。10.一种在输入模块上实现冷结补偿的方法，所述输入模块包括接线盒和可移除印刷电路板，所述接线盒被配置为接收外部热电偶的至少一对第一和第二电导线，该接线盒包括用于将所述外部热电偶的所述第一和第二电导线电耦合到所述印刷电路板的第一和第
二连接器组件，所述方法包括：使用所述印刷电路板上的传感器测量温度；使...

【专利技术属性】
技术研发人员：MC贝茨，
申请(专利权)人：欧陆有限公司，
类型：发明
国别省市：