多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于环境温度测量技术领域，公开了一种多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统。本发明专利技术的多通道无线温度采集装置，与多个温度传感器连接，包括无线通信模块、稳压电路和多通道测温电路；多通道测温电路中，通过可配置开关矩阵与各温度传感器连接，软件配置来决定各温度传感器的实际连接情况，形成各测温通道；多位ADC分别进行温度采集和校正，并将结果线性化；EEPROM存储测温相关数据；激励电流源接到热电阻温度传感器上，通过多位ADC对该热电阻温度传感器的电压值进行采样，从而获得温度数据。本发明专利技术能够满足大型望远镜镜室高精度温度监测的需求。镜室高精度温度监测的需求。镜室高精度温度监测的需求。

【技术实现步骤摘要】
多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统


[0001]本专利技术属于环境温度测量
，具体涉及一种多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统。

技术介绍

[0002]环境温度监测是很多场合必不可少的环节，如望远镜镜室温度、红外遥感、冷链运输、医疗存储、仓储和实验室等。如大型望远镜中对镜室温度场的监测是为了避免温度变化引起的支撑结构变形、空气扰动等造成光路对准误差，影响望远镜观测精度，因此高精度温度监测是高质量观测的重要环节。目前望远镜主镜室所用测温装置是市面上传统的有线装置，且测量精度不高，影响大型望远镜的像质，降低观测效率。而大型望远镜镜室面积大往往需要很多个测温点，一般一个装置只能测一个点，需要布置很多测量装置，传统的有线测温的方式大大增加了布线的难度，传感器线缆的长度会影响测温精度并且容易受到电磁环境的干扰。因此有必要设计一种多通道高精度低功耗的无线测温装置，多点检测，大大减少走线的数量和降低电磁环境的干扰，提高测量精度。同时该装置也可以应用到各种需要高精度测温的场合，如红外遥感、冷链运输、医疗存储、仓储和实验室等场合。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是：针对现有技术存在的问题，提供一种多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统，能够实现大型望远镜镜室无线多点分布测温，含有多位模数转换器用于温度校正和测量，实现高精度的温度测量，同时具有自动故障检测功能，并实现低功耗的无线数据传输，满足大型望远镜镜室高精度温度监测的需求。
[0004]具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的。
[0005]一方面，本专利技术提供一种多通道无线温度采集装置，与多个温度传感器连接，包括无线通信模块、稳压电路和多通道测温电路；
[0006]所述无线通信模块为基于802.15.4协议的多节点无线通信模块，采用星型结构；
[0007]所述稳压电路采用同步降压
‑
升压型的电压转换，对无线通信模块和多通道测温电路稳定供电；
[0008]所述多通道测温电路包括可配置开关矩阵、数据处理模块、多个多位ADC、EEPROM和激励电流源；多通道测温电路通过所述可配置开关矩阵与各温度传感器连接，通过数据处理模块进行软件配置来决定各温度传感器的实际连接情况，形成各测温通道；所述多位ADC分别进行温度采集和校正，并将结果线性化；所述EEPROM存储测温相关数据，自动检测电路内部的各种故障以及外部故障；所述激励电流源接到热电阻温度传感器上，通过多位ADC对该热电阻温度传感器的电压值进行采样，从而获得温度数据。
[0009]进一步的，所述多通道测温电路与热电偶温度传感器连接，通过数据处理模块进行软件配置将热电偶温度传感器的两端直接接入多位ADC输入端，对热电偶温度传感器的两端电动势直接进行读取，然后通过解与热电偶类型相应的高阶多项式方程获得相应的温
度数据。
[0010]进一步的，所述多通道测温电路与热电阻温度传感器连接时，将所述激励电流源接到热电阻温度传感器上，并使用所述多位ADC对热电阻温度传感器的电压值进行采样，从而测量电阻的大小，再通过热电阻温度传感器的温度阻值对照表或者求解Steinhart
‑
Hart方程将测量电阻值转换成相应的温度数据。
[0011]进一步的，所述多通道测温电路中还包括高精度校正电阻，通过将激励电流源经所述高精度校正电阻的电压与热电阻温度传感器的电压进行对比，经多位ADC进行模数转换并进行故障处理。
[0012]进一步的，所述多通道测温电路使用一个多位ADC测量热电偶温度传感器两端电势差，同时在冷端连接一个非热电偶温度传感器，使用其他多位ADC测得冷端温度，所述数据处理模块根据测得的冷端温度，通过热电偶冷端温度补偿计算修正法计算热电偶温度传感器的测量误差，根据不同环境下的温度系数自动补偿热电偶温度传感器的温差。
[0013]进一步的，所述多通道无线温度采集装置需要采集信号的时候自动唤醒进行测量，不需要测量的时候多通道无线温度采集装置处于休眠状态。
[0014]另一方面，本专利技术还提供一种环境温度无线采集系统，包括若干上述多通道无线温度采集装置、无线温度汇集节点和上位机；
[0015]所述多通道无线温度采集装置负责定时读取各温度传感器的温度数据并把采集到的温度数据或产生的故障代码通过无线方式上传到所述无线温度汇集节点，所述无线温度汇集节点接收多通道无线温度采集装置发送来的温度数据或故障代码并转发给上位机；所述上位机对温度数据进行存储和显示。
[0016]本专利技术的多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统的有益效果如下：
[0017]本专利技术的多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统，采用高精度的多路测温芯片、多位模数转换器，实现高精度的温度测量适用于多种温度传感器的激励电流源，支持各种形式的温度传感器；可实现一个装置检测多个监测点，集成度高，节省成本；并可自动补偿冷端温度，可根据不同环境下的温度系数自动补偿热电偶温度传感器的温差，提高检测精度；
[0018]本专利技术的多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统含有的稳压电路，采用同步降压
‑
升压型的电压转换，在宽范围内实现对无线通信模块和测温电路的稳定供电；
[0019]本专利技术的多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统中，无线模块是低功耗多节点传输模块，定时采集温度数据实时打包到无线温度汇集节点，无线温度汇集节点接收多通道无线温度采集装置接收的多路数据并上传到上位机进行存储和显示；采用无线测温可大大降低布线数量和降低电磁环境干扰，提高电路工作可靠性；采用定时采集数据可使装置大部分时间处于休眠状态，只有需要采集信号的时候唤醒测量，大大降低了功耗；
[0020]本专利技术的多通道无线温度采集装置及环境温度无线采集系统，可实现多种应用场合对高精度温度的监控，实时检测多路温度环境，多节点监测并无线传输到上位机，满足恶略环境下的无线高精度测温精度的需求。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例的环境温度无线采集系统示意图。
[0022]图2是本专利技术实施例的多通道无线温度采集装置组成示意图。
[0023]图3是本专利技术实施例的多通道无线温度采集装置原理框图。
[0024]图4是本专利技术实施例的多通道测温电路电路原理框图。
[0025]图5是本专利技术实施例的多通道无线温度采集装置实物图。
[0026]图6是本专利技术实施例的测量温度与计量标准温度对比结果及其误差。
[0027]图中标识：1
‑
天线，2
‑
温度传感器线缆，3
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传感器接口，4
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温度传感器，5
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多通道无线温度采集装置。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例并参照附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0029]实施例1：
[0030]本专利技术的一个实施例，为一种多通道无线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道无线温度采集装置，与多个温度传感器连接，其特征在于，包括无线通信模块、稳压电路和多通道测温电路；所述无线通信模块为基于802.15.4协议的多节点无线通信模块，采用星型结构；所述稳压电路采用同步降压
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升压型的电压转换，对无线通信模块和多通道测温电路稳定供电；所述多通道测温电路包括可配置开关矩阵、数据处理模块、多个多位ADC、EEPROM和激励电流源；多通道测温电路通过所述可配置开关矩阵与各温度传感器连接，通过数据处理模块进行软件配置来决定各温度传感器的实际连接情况，形成各测温通道；所述多位ADC分别进行温度采集和校正，并将结果线性化；所述EEPROM存储测温相关数据，自动检测电路内部的各种故障以及外部故障；所述激励电流源接到热电阻温度传感器上，通过多位ADC对该热电阻温度传感器的电压值进行采样，从而获得温度数据。2.根据权利要求1所述的多通道无线温度采集装置，其特征在于，所述多通道测温电路与热电偶温度传感器连接，通过数据处理模块进行软件配置将热电偶温度传感器的两端直接接入多位ADC输入端，对热电偶温度传感器的两端电动势直接进行读取，然后通过解与热电偶类型相应的高阶多项式方程获得相应的温度数据。3.根据权利要求1所述的多通道无线温度采集装置，其特征在于，所述多通道测温电路与热电阻温度传感器连接时，将所述激励电流源接到热电阻温度传感器上，并使用所述多位ADC对热电阻温度传感器的电压值进行采样，从而测量电阻的大小，再通过热电阻温度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓莉，倪小康，叶宇，张超，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，
类型：发明
国别省市：