多通道热电偶温度采集系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种多通道热电偶温度采集方法，包括：热电偶测量至少两个待测物体的模拟电压值；提供一块热等温块于电路板上，使得热电偶测量所述至少两个待测物体的冷接点达到等温；补偿感温器测量热电偶的冷接点的电压值，该电压值为模拟电压值；所述模拟数字转换装置将所述模拟电压值转换为数字电压值，并对转换后的数字电压值进行校正；所述数据处理器将所述冷接点的数字电压值转换为冷接点温度值，计算冷接点温度值的偏移量，并对所述冷接点温度值进行补偿；及所述计算机对上述校正后的每个待测物体的数字电压值进行冷接点补偿；将每个补偿后的待测物体的数字电压值转换为待测物体的实际温度值。本发明专利技术还提供一种多通道热电偶温度采集系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
温度是最重要的过程参数之一。据不完全统计，它大约平均占热工参数测量的60%左右 。温度检测精度对过程控制的质量有重要的影响。计算机技术促使研究和生产过程监控与自 动化技术迅速发展，从而提高了对过程参量检测和检测精度的要求。目前，最广泛使用的温度检测元件是热电偶。热电偶制作简单并且价格便宜，其可测量 的温度范围也很大。热电偶的工作原理是将两种不同的金属导体在一端相互焊接，形成热电 偶的测量端(也称工作端)，将它插入待测物体温度的介质中；而热电偶的另一端(参比端 或自由端)则与一个测量温度的显示仪表或者装有数据采集装置的计算机相连。由于不同金 属导体的热膨胀系数不一样，受热后会产生一定的电动势，称为赛贝克(seebeck)电压， 该电压通过显示仪表或者装有数据采集装置的计算机利用电压-温度对照表，或者根据电压 -温度的关系公式将电压值转化为温度值显示出来。以往，在利用热电偶进行测量多个物体时，由于热电偶各个冷接点温度不同，冷接点补 偿的技术不够精确，直接导致测量出的温度值不够准确，存在一定的误差。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种多通道热电偶温度采集系统，可以有效的对多通道热电 偶温度采集器的冷接点进行补偿，使得测量的待测物体的实际温度值更加精确。鉴于以上内容，还有必要提供一种多通道热电偶温度采集方法，可以有效的对多通道热 电偶温度采集器的冷接点进行补偿，使得测量的待测物体的实际温度值更加精确。本专利技术较佳实施例提供一种多通道热电偶温度采集系统，包括依次连接的热电偶、电路 板、模拟数字转换装置、数据处理器及计算机，所述电路板上焊接有一个补偿感温器，所述 热电偶用于采集至少两个待测物体的模拟电压值；所述电路板上包括一块热等温块，用于使 得热电偶测量所述至少两个待测物体的冷接点达到等温，由温度-电压转换公式可得所述冷 接点的电压值相同；所述补偿感温器，用于测量冷接点的电压值，该电压值为模拟电压值； 所述模拟数字转换装置，用于将所述至少两个待测物体的模拟电压值以及所述冷接点的模拟 电压值转换为数字电压值，并对转换后的待测物体的数字电压值及冷接点的数字电压值进行校正；所述数据处理器，用于根据电压-温度转换公式将所述冷接点的数字电压值转换为冷 接点温度值，计算冷接点温度值的偏移量，并根据所述偏移量对所述冷接点温度值进行补偿 ;及所述计算机，用于根据上述补偿后的冷接点温度值对上述校正后的每个待测物体的数字 电压值进行冷接点补偿，并将每个补偿后的待测物体的数字电压值转换为待测物体的实际温 度值。本专利技术较佳实施例提供一种多通道热电偶温度采集方法，利用依次连接的热电偶、电路 板、模拟数字转换装置、数据处理器及计算机采集待测物体的实际温度，所述电路板上焊接 有一个补偿感温器，该方法包括步骤热电偶测量至少两个待测物体的模拟电压值；提供一 块热等温块于电路板上，使得热电偶测量所述至少两个待测物体的冷接点达到等温，由温度 -电压转换公式可得所述冷接点的电压值相同；补偿感温器测量热电偶的冷接点的电压值， 该电压值为模拟电压值；所述模拟数字转换装置将所述至少两个待测物体的模拟电压值以及 所述冷接点的模拟电压值转换为数字电压值，并对转换后的待测物体的数字电压值及冷接点 的数字电压值进行校正；所述数据处理器根据电压-温度转换公式将所述冷接点的数字电压 值转换为冷接点温度值，计算冷接点温度值的偏移量，并根据所述偏移量对所述冷接点温度 值进行补偿；及所述计算机根据上述补偿后的冷接点温度值对上述校正后的每个待测物体的 数字电压值进行冷接点补偿；及将每个补偿后的待测物体的数字电压值转换为待测物体的实 际温度值。相较于现有技术，所述的，能够使得热电偶测量多个 待测物体时，热电偶的所有冷接点达到等温，可以对多通道热电偶温度采集器的冷接点进行 有效的补偿，使得测量的待测物体的实际温度值更加精确。附图说明图1是热电偶测量蜡烛火焰温度的示意图。图2是本专利技术多通道热电偶温度采集系统较佳实施例的系统架构图。 图3是本专利技术多通道热电偶温度采集方法较佳实施例的流程图。图4是本专利技术多通道热电偶温度采集方法较佳实施例中AD装置计算AD通道的校正系数的 具体流程图。图5是本专利技术多通道热电偶温度采集方法较佳实施例中AD装置对AD通道所采集的电压值 进行校正的具体流程图。 具体实施例方式为了更好的理解本专利技术，现将有关术语解释如下5冷接点与冷接点补偿在利用热电偶进行温度测量的时候，仅仅将热电偶与电压表或者 其它的测量系统相连接是不可以的，因为当将热电偶的金属丝连接到电压表或者测量系统的 同时会产生一些额外的电压。参见图1所示，是利用一个热电偶测量一个蜡烛火焰温度的示 意图。该图中的热电偶由金属丝铜(CU)与钴(Co)在一端焊接而成，两根金属丝的另一端 分别连接一个电压表的两根铜丝。图中的热电偶共形成两个接点J1与J2，并且两个接点J1与 J2都是由两根不同的金属丝铜与钴连接而成。其中，Jl是热电偶接点，产生一个由蜡烛火焰 温度而产生的赛贝克电压，J2是一个寄生的热电偶接点，它也会产生一个由电压表的环境温 度而产生的电压。电压表测量的电压值Vmeas其实是V^与Vj2的代数和，因此为了计算J1接点 产生的电压值，就必须要知道J2接点的电压值。以往，解决该问题的方法是将J2接点放置于 (TC的冰水混合物中，因此称J2为冷接点，则VjfO，因此Vmeas^jb然而，在实际应用中， 获得一个(TC的参考温度不太现实，如果冷接点温度不是(TC，那么，为了确定实际热电偶接 点(简称热接点)Jl的温度，就必须已知冷接点J2的温度。考虑到非零冷接点温度的电压， 必须对热电偶输出电压进行补偿，即所谓的冷接点补偿。参阅图2所示，是本专利技术多通道热电偶温度采集系统较佳实施例的系统架构图。其包括 :热电偶(图中未示出)，电路板l，模拟数字转换(analog to digital convertor，简称 AD)装置2，数据处理器3，通讯端口4及计算机5。所述热电偶具有多个通道，每个通道都可测量一个待测物体的温度，每个通道是由两种 不同的金属导体在一端相互焊接而成，在本较佳实施例中，两种金属分别为铜和镍。本系统还包括一个接线盒(图中未示出)，该接线盒内有一个电路板l，所述热电偶连 接于该电路板l。该电路板l在本实施例中是铜制的，热电偶的镍线与铜电路板l的接头处即 产生冷接点22，该接头处称为热偶接头。所述接线盒内还包括一个热等温块20，该热等温块 20与所述热偶接头上的冷接点22之间的距离较近，该距离可使得该热等温块20的温度与冷接 点的温度接近，于本较佳实施例中，该热等温块20与所述冷接点22之间距离约为0. 5mm。该 热等温块20是块镀了锡的铜箔，使得20个热偶接头的冷接点达到均温，根据温度与电压之间 转换公式，可知所述20个冷接点22的电压相等。所述电路板1上焊接有一个补偿感温器21， 该补偿感温器21用于测量所述20个冷接点22的电压值，该电压值为模拟电压值。该电路板l上还有一个接口 (图中未示出)，该接口用于连接AD装置2的多个AD通道(图 中未示出)，每个AD通道都可采集一个模拟电压值。本实施例中，以只采集一个待测物体的 温度为例进行说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道热电偶温度采集系统，包括依次连接的热电偶、电路板、模拟数字转换装置、数据处理器及计算机，所述电路板上焊接有一个补偿感温器，其特征在于：　所述热电偶用于采集至少两个待测物体的模拟电压值；　所述电路板上包括一块热等温块，用 于使得热电偶测量所述至少两个待测物体的冷接点达到等温，由温度电压转换公式可得所述冷接点的电压值相同；　所述补偿感温器，用于测量冷接点的电压值，该电压值为模拟电压值；　所述模拟数字转换装置，用于将所述至少两个待测物体的模拟电压值以 及所述冷接点的模拟电压值转换为数字电压值，并对转换后的待测物体的数字电压值及冷接点的数字电压值进行校正；　所述数据处理器，用于根据电压温度转换公式将所述冷接点的数字电压值转换为冷接点温度值，计算冷接点温度值的偏移量，并根据所述偏移量对 所述冷接点温度值进行补偿；及　所述计算机，用于根据上述补偿后的冷接点温度值对上述校正后的每个待测物体的数字电压值进行冷接点补偿，并将每个补偿后的待测物体的数字电压值转换为待测物体的实际温度值。

【技术特征摘要】
1.一种多通道热电偶温度采集系统，包括依次连接的热电偶、电路板、模拟数字转换装置、数据处理器及计算机，所述电路板上焊接有一个补偿感温器，其特征在于所述热电偶用于采集至少两个待测物体的模拟电压值；所述电路板上包括一块热等温块，用于使得热电偶测量所述至少两个待测物体的冷接点达到等温，由温度电压转换公式可得所述冷接点的电压值相同；所述补偿感温器，用于测量冷接点的电压值，该电压值为模拟电压值；所述模拟数字转换装置，用于将所述至少两个待测物体的模拟电压值以及所述冷接点的模拟电压值转换为数字电压值，并对转换后的待测物体的数字电压值及冷接点的数字电压值进行校正；所述数据处理器，用于根据电压温度转换公式将所述冷接点的数字电压值转换为冷接点温度值，计算冷接点温度值的偏移量，并根据所述偏移量对所述冷接点温度值进行补偿；及所述计算机，用于根据上述补偿后的冷接点温度值对上述校正后的每个待测物体的数字电压值进行冷接点补偿，并将每个补偿后的待测物体的数字电压值转换为待测物体的实际温度值。2.如权利要求l所述的多通道热电偶温度采集系统，其特征在于，所 述模拟数字转换装置上至少有两个模拟数字转换通道，分别用于采集热电偶所测量的待测物 体的电压值，以及补偿感温器所测量的冷接点的电压值。3.如权利要求l所述的多通道热电偶温度采集系统，其特征在于，所 述计算机包括控制模块，用于向数据处理器和模拟数字转换装置发送命令，控制模拟数字转换装置 校正待测物体的数字电压值以及冷接点的数字电压值，并控制数据处理器补偿冷接点温度值数据接收模块，用于接收校正后的待测物体的数字电压值，并接收补偿后的冷接点温 度值；计算模块，用于将所述校正后的待测物体的数字电压值转换为十进制电压值V，并将所 述补偿后的冷接点温度值根据温度-电压之间的关系式转换为数字电压值Vl，计算热电偶所采集的待测物体而产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄登聪，余国俊，徐华勇，马连成，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]