智能数字温度传感器制造技术

本实用新型专利技术智能数字温度传感器涉及的是一种现场数字显示并适用多种分度感温元件及带有远传功能的温度测量仪表。包括仪表盒、固定装置、保护套管、感温元件、远传线孔、数字温度仪电路部分；仪表盒通过连接头与保护套管相连，连接头下部装有固定装置，保护管套内装置有两支感温元件，一支接于仪表盒表头，另一支通过远传线孔经传输导线引至控制室与监控仪表或计算机系统连接；数字温度仪电路包括电源部分和温度测量部分。电源部分包括ＰＭＯＳ场效应管Ｑ１、虚地发生器ＦＣ、ＲＳ触发器、三极管Ｑ２、电阻Ｒ１～Ｒ５、电容Ｃ１～Ｃ３、开关Ｋ和电池Ｅ；ＲＳ触发器由两个与非门电路Ｇ１、Ｇ２构成。温度测量部分包括单片机ＩＣ４、检测电路和显示电路。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术智能数字温度传感器涉及的是一种现场数字显示并适用多种分度感温元件及带有远传功能的温度测量仪表。
技术介绍
目前，市场上的现场温度显示仪表，或是指针式，精度较低、读数误差较大，或是单 一的现场显示，不具备远传功能，不能同时满足现场显示又与控制室监控两种要求。现场数 字仪表多为外部供电，需配备连接电缆供给电源，使用不方便。而采用内部电池供电的仪表 往往由于功耗较大使得电池使用时间有限。同时即便现场显示仪表，其数码小，观测不方便。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述不足之处，提供一种智能数字温度传感器，既能现 场数字显示又能为控制室远传温度信号，同时实现现场数字显示与远传两种功能。采用内 部电池供电及特殊供电电路，并能使电池连续工作足够长时间的新型数字温度仪表。 智能数字温度传感器是采取以下方案实现的智能数字温度传感器包括仪表盒、 固定装置、保护套管、感温元件、远传线孔、数字温度仪电路部分；仪表盒通过连接头与保护 套管相连，连接头下部装有固定装置，保护管套内装置有两支感温元件，一支接于仪表盒表 头，用作现场指示，另一支通过远传线孔经传输导线引至控制室与监控仪表或计算机系统 连接；单只仪表适配多种分度感温元件；设置有数字温度测量电路板及电子元件；数字温 度仪电路包括电源部分、温度测量部分 电源部分包括PM0S场效应管Ql、虚地发生器FC、RS触发器、三极管Q2、电阻Rl R5、电容C1 C3、开关K和电池E ;RS触发器由两个与非门电路G1、G2构成；电源部分电路 中，电池E的正端与PM0S场效应管Ql源极S相连，PM0S场效应管Ql的G与S极之间并联 有电阻Rl、电容C1，PM0S场效应管Ql的栅极G通过电阻R2与常开开关K链接到电池E的 负端V-，场效应管漏极D与虚地发生器FC的1端、三极管Q2的发射极E相连；虚地发生电 路FC的2端接地，3端接电池E的负端V- ;RS触发器Gl的输入端通过R3接V+，同时通过 电容C2接到单片机IC4的某一个I/O 口 ， RS触发器的与非门电路G2的输入端通过R4接 V+，另外通过电容C3接地，与非门电路Gl的输出通过电阻R5接三极管Q2的基极B，三极管 Q2的集电极C接单片机IC4、 VFC电压/频率变换器和测量放大器。 温度测量部分包括单片机IC4、检测电路和显示电路；检测电路包括热电偶TC、铜 电阻Rt、电阻R6、 R7、模拟开关IC1、放大器IC2和VFC电压/频率转换器IC3 ;显示电路包 括移位寄存器IC5、液晶驱动器Sl S4和液晶显示器LCD ;在温度测量电路中，热电偶TC 的负端接地，正端接模拟开关IC1的通道cho，模拟开关IC1的通道ch2接地，通道chl接 基准电源，铜电阻Rt —端接电阻R6、模拟开关IC1的通道ch3，另一端接电阻R7、模拟开关 IC1的通道ch4，模拟开关IC1的输出接放大器IC2的同相输入端，放大器IC2的输出端VFC电压/频率转换器IC3的输出端接单片机IC4的To端；模拟开关IC1的控制端A、B、C分别 接单片机IC4的PI. 1、P1. 2、P1. 3 ;单片机IC4的P3. 0接IC5的1、2脚，单片机IC4的3. 1 接IC5的8脚，IC5的QA QD脚与Sl S4的QA QD相连，单片机IC4的Pl. 4 1. 7分 别接液晶驱动器Sl S4的LE端，液晶驱动器Sl S4的输出端分别接液晶显示器LCD相 应段；单片机IC4的P3. 2、P3. 3分别接拨动开关的WK第1、第2位，单片机IC4的3. 7接电 源部分的电容C2。 所述的感温元件采用多种分度热电偶或热电阻。 所述的连接头采用直接接头或万向接头。 所述的液晶显示器LCD采用结构新颖、大数码31/2LCD数字显示器。 智能数字温度传感器的感温元件与现场温度显示部分为一体化结构，仪表盒通过连接头与保护套管连接，连接头下部装有固定装置，便于将仪表安装在被测温度点所在的设备或官道上。保护套管内装置有两支相同分度感温元件，一支接于仪表盒表头，用作现场显示，另一支通过远传线孔经传输导线引至控制室，与监控仪表或与计算机系统连接，便于集中监控。感温元件可采用热电偶或热电阻。仪表盒具有仪表盒体，仪表盒体内装置有测量电路板及其电子元件、大数码且耐低温LCD液晶显示器、电池盒。温度测量电路包括电源部分、温度测量部分。 本技术采用内部电池供电及特殊的供电电路和工作方式，极大地延长温度仪 内部电池的使用时间。按一下电源开关按钮，温度传感器开始工作，此时耗电较大，主要耗 电部分为测量放大器、单片机、VFC电压/频率传感器。当单片机完成温度测量并将温度显 示值送入液晶显示器的锁存器后，供电电路仅以很小的电流维持液晶显示器照常显示温度 值，并延时显示一段时间，延时时间可由供电电路中的有关参数(C1、R1)决定和改变。延时 结束，温度仪恢复开始工作，周而复始，从而达到节电目的。 本技术采用单片机进行管理、数据处理，适用于不同分度号的热电阻、热电 偶。运用软件自校零和满刻度自校正技术，消除测量通道中的失调、漂移和增益变化。从而 使得测量通道中失调和增益的数据都变得无关紧要，且都能得到精确的测量结果，同时降 低了对芯片的质量要求，减少了电路调试工作量，降低了产品的生产成本。 智能数字温度传感器特点 1、感温元件(热电阻、热电偶)与现场温度显示部分为一体化结构，同时实现现场 数字显示与远传两种功能。 2、温度显示部分采用耐超低温大字码的LCD液晶数字显示。 3、通过显示部分的引线孔用导线将所测的温度信号传输至控制室，接入监控仪表 或计算机系统，用于集中监控。 4、本技术运用高精度、低功耗的集成电路，降低供电电流。采用内部电池供电式及特殊的供电电路，使得电池连续工作足够的时间。这里同时省去敷设外部供电电缆。 5、表头与保护管的连接形式分为径向型和万向型，观测范围宽。 6、表头内部电路采用单片机进行数据处理和管理，运用了软件自校零及满刻度自校正技术，提高了测量精度。 本技术是在综合现有各种现场温度显示仪表特点的基上，研制开发问世的一 种传统指针式仪表的替代产品，并增加了远传功能，具有精度高、稳定性好，使用方便、适用性极强的显著的优点。附图说明以下将结合附图对本技术作进一步说明。图1是智能数字温度传感器主视图。图2是智能数字温度传感器左视图。图3是智能数字温度传感器带有万向接头的结构示意图。 图4是智能数字温度传感器的温度测量部分电路图。 图5是智能数字温度传感器的电源部分电路图。具体实施方式参照附图1、2、3，本技术结构由仪表盒1、电路部分7、固定装置2、保护套管3、 感温元件4、远传线孔5、连接头等部分组成。固定装置可采用固定法兰、活动法兰、固定螺 纹等多种形式。电路部分是本技术的主体，保护套管3内装有两支感温元件，一支接于 表头用作现场显示，另一支通过远处线孔经传输导线引至控制室，与监控仪表或计算机系 统连接，便于集中监控。表头采用LCD显示，精度等级为0. 2级，内置高能量电池而无需敷 设外部供电电缆，采用高精度、低温漂、超低功能集成电路和宽温型及大字码液晶显示器， 保证测量精度，稳定性及整机低功率消耗。固定装置2用于将智能数字本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能数字温度传感器，其特征在于包括仪表盒、固定装置、保护套管、感温元件、远传线孔、数字温度仪电路部分；仪表盒通过连接头与保护套管相连，连接头下部装有固定装置，保护管套内装置有两支感温元件，一支接于仪表盒表头，用作现场指示，另一支通过远传线孔经传输导线引至控制室与监控仪表或计算机系统连接；单只仪表适配多种分度感温元件；设置有数字温度测量电路板及电子元件；数字温度仪电路包括电源部分和温度测量部分：电源部分包括ＰＭＯＳ场效应管Ｑ１、虚地发生器ＦＣ、ＲＳ触发器、三极管Ｑ２、电阻Ｒ１～Ｒ５、电容Ｃ１～Ｃ３、开关Ｋ和电池Ｅ；ＲＳ触发器由两个与非门电路Ｇ１、Ｇ２构成；电源部分电路中，电池Ｅ的正端与ＰＭＯＳ场效应管Ｑ１源极Ｓ相连，ＰＭＯＳ场效应管Ｑ１的Ｇ与Ｓ极之间并联有电阻Ｒ１、电容Ｃ１，ＰＭＯＳ场效应管Ｑ１的栅极Ｇ通过电阻Ｒ２与常开开关Ｋ链接到电池Ｅ的负端Ｖ－，场效应管漏极Ｄ与虚地发生器ＦＣ的１端、三极管Ｑ２的发射极Ｅ相连；虚地发生电路ＦＣ的２端接地，３端接电池Ｅ的负端Ｖ－；ＲＳ触发器Ｇ１的输入端通过Ｒ３接Ｖ＋，同时通过电容Ｃ２接到单片机ＩＣ４的某一个Ｉ／Ｏ口，ＲＳ触发器的与非门电路Ｇ２的输入端通过Ｒ４接Ｖ＋，另外通过电容Ｃ３接地，与非门电路Ｇ１的输出通过电阻Ｒ５接三极管Ｑ２的基极Ｂ，三极管Ｑ２的集电极Ｃ接单片机ＩＣ４、ＶＦＣ电压／频率变换器和测量放大器；温度测量部分包括单片机ＩＣ４、检测电路和显示电路；检测电路包括热电偶ＴＣ、铜电阻Ｒｔ、电阻Ｒ６、Ｒ７、模拟开关ＩＣ１、放大器ＩＣ２和ＶＦＣ电压／频率转换器ＩＣ３；显示电路包括移位寄存器ＩＣ５、液晶驱动器Ｓ１～Ｓ４和液晶显示器ＬＣＤ；在温度测量电路中，热电偶ＴＣ的负端接地，正端接模拟开关ＩＣ１的通道ｃｈｏ，模拟开关ＩＣ１的通道ｃｈ２接地，通道ｃｈ１接基准电源，铜电阻Ｒｔ一端接电阻Ｒ６、模拟开关ＩＣ１的通道ｃｈ３，另一端接电阻Ｒ７、模拟开关ＩＣ１的通道ｃｈ４，模拟开关ＩＣ１的输出接放大器ＩＣ２的同相输入端，放大器ＩＣ２的输出端ＶＦＣ电压／频率转换器ＩＣ３的输出端接单片机ＩＣ４的Ｔｏ端；模拟开关ＩＣ１的控制端Ａ、Ｂ、Ｃ分别接单片机ＩＣ４的Ｐ１．１、Ｐ１．２、Ｐ１．３；单片机ＩＣ４的Ｐ３．０接ＩＣ５的１、２脚，单片机ＩＣ４的３．１接ＩＣ５的８脚，移位寄存器ＩＣ５的ＱＡ～ＱＤ脚与Ｓ１～Ｓ４的ＱＡ～ＱＤ相连，单片机ＩＣ４的Ｐ１．４～１．７分别接液晶驱动器Ｓ１～Ｓ４的ＬＥ端，液晶驱动...

【技术特征摘要】
一种智能数字温度传感器，其特征在于包括仪表盒、固定装置、保护套管、感温元件、远传线孔、数字温度仪电路部分；仪表盒通过连接头与保护套管相连，连接头下部装有固定装置，保护管套内装置有两支感温元件，一支接于仪表盒表头，用作现场指示，另一支通过远传线孔经传输导线引至控制室与监控仪表或计算机系统连接；单只仪表适配多种分度感温元件；设置有数字温度测量电路板及电子元件；数字温度仪电路包括电源部分和温度测量部分电源部分包括PMOS场效应管Q1、虚地发生器FC、RS触发器、三极管Q2、电阻R1～R5、电容C1～C3、开关K和电池E；RS触发器由两个与非门电路G1、G2构成；电源部分电路中，电池E的正端与PMOS场效应管Q1源极S相连，PMOS场效应管Q1的G与S极之间并联有电阻R1、电容C1，PMOS场效应管Q1的栅极G通过电阻R2与常开开关K链接到电池E的负端V-，场效应管漏极D与虚地发生器FC的1端、三极管Q2的发射极E相连；虚地发生电路FC的2端接地，3端接电池E的负端V-；RS触发器G1的输入端通过R3接V+，同时通过电容C2接到单片机IC4的某一个I/O口，RS触发器的与非门电路G2的输入端通过R4接V+，另外通过电容C3接地，与非门电路G1的输出通过电阻R5接三极管Q2的基极B，三极管Q2的集电极C接单片机IC4、VFC电压/频率变换器和测量放大器；温度测量部分包括单片机IC4、检测电路和显示电路；检测电路 包括热电偶TC、铜电阻Rt、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱万祥，
申请(专利权)人：江苏金工科技集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]