单总线高温数字温度传感器的制造方法

高温数字温度传感器

本实用新型涉及温度传感器领域,尤其涉及一种使用单总线的高温数字温度传感器

背景技术:

温度传感器是指可以感应温度并将其转换为可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪器的核心部分,种类繁多。根据测量方法,可以分为接触型和非接触型两种。根据传感器材料和电子元件的特性,可分为热电阻和热电偶两类。

K型热电偶(Ni-Cr-Ni-Si)已被广泛用作温度传感器。它利用其热电效应根据由冷端和热端之间的温差产生的热电动势来测量温度。它与被测物体直接接触,不受中间介质的影响。具有测量温度范围宽,精度高,结构简单,使用方便的优点。 K型热电偶具有热电势大,灵敏度高,响应速度快,线性好,测温范围广,成本低,化学稳定性好的优点。它可以在1000℃下长时间使用,因此它是工业制造部门。使用最广泛的热电偶元件。但是,直接使用热电偶作为传感器来监测温度需要设计信号放大,整形,温度补偿和其他电路。开发周期长,给工程设计人员带来了困难。但是,现有的数字温度传感器的测量温度范围较窄,测量温度较低,因此不适合用于热电行业。

技术实现要素:

为解决现有技术中的问题,本实用新型提供了一种单总线高温数字温度传感器

为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:单总线高温数字温度传感器,包括单片机,K型热电偶,信号调节电路和冷端补偿电路;单片机具有内置的A / D转换器。信号调理电路与K型热电偶和A / D转换器电连接。冷端补偿电路与单片机电连接。根据时序要求,将单片机的I / O线连接到外部。进行单总线串行通讯,接受外部命令并将温度信息输出到外部。

采用本实用新型的技术方案后,信号调理电路主要对热电偶检测到的温度信号进行放大和整形,使热电偶检测到的微弱信号经过放大后达到一定的电压值,适用于转换模拟信号很容易处理数字信号。冷端补偿是使用公共温度传感器检测现场环境温度并将其输入到单片机的另一个I / O端子。单片机根据热电偶回路的中间温度定律实现冷端温度补偿。

此解决方案制造的单总线高温数字温度传感器主要设计用于高温和宽范围温度区域。它集成了热电偶传感器,信号调节电路,冷端补偿电路和算术控制电路。单总线输入输出,构成温度范围为0℃〜1024℃的单总线数字温度传感器。

图纸说明

高温氧气传感器_高温数字温度传感器_高温加速度传感器

图1是单总线高温数字温度传感器的框图。

图2是单总线高温数字温度传感器的电路图。

具体的实现方法

高温加速度传感器_高温数字温度传感器_高温氧气传感器

以下是结合附图对本实用新型优选方案的进一步说明:

如图1和图2所示,单总线高温数字温度传感器包括单片机,K型热电偶,信号调节电路和冷端补偿电路。单片机具有内置的A / D转换器。信号调理电路与K型热电偶和A / D转换器电连接。冷端补偿电路与单片机电连接。单片机的一条I / O线根据时序要求与外部串行连接。通信,接受外部命令并将温度信息输出到外部。

进一步改进,单片机采用STC8高速单片机。

进一步改进,信号调理电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容器C1、运算放大器U2A和运算放大器U3A一端电阻R1的一端连接到K型热电偶的IN1引脚,另一端连接到运算放大器U2A的负输入。电阻R2的一端连接到K型热电偶的IN2引脚,另一端连接到传输放大器。U2A的正输入端连接;电阻R3的一端接地云南快3 ,另一端与运算放大器U2A的正输入端相连。电阻器R4的一端连接到运算放大器U2A的负输入端,另一端连接到运算放大器U2A的输出端。电阻器R5的一端连接到运算放大器的输出端。另一端连接运算放大器U3A的正输入端。电容器C1的一端接地,另一端连接至运算放大器U3A的正输入端。放大器U3A的负输入端通过导线与运算放大器U3A的输出端相连。运算放大器U3A的输出端与单片机的I / 0线相连。

进一步改进,冷端补偿电路包括电阻器R7和DS18B20温度传感器; DS18B20温度传感器的第三个引脚接地。电阻R7设置在温度传感器DS18B20的第一个引脚(VCC电源端子)和第二个引脚之间; DS18B20温度传感器的第二个引脚连接到单片机的I / O线。

算术控制采用STC8系列单片机进行A / D转换高温数字温度传感器,信号调理电路的输出电压信号经A / D转换为数字信号,并存储在单片机中。在单片机内部,计算并检查由K型热电偶检测的待测温度和由冷端检测的环境温度,以获得测得的温度值,并将其存储在单片机的缓冲区中。此外,单片机的I / O线根据时序要求与外界进行单总线串行通信高温数字温度传感器鸭脖官网 ,接受外部命令并将温度信息输出到外部。

冷端补偿电路使用通用的DS18B20温度传感器检测现场环境温度,并将其输入到单片机的另一个I / O端子。单片机根据K型热电偶电路的中间温度定律实现冷端温度补偿:热电偶电路由两种不同材料的导体组成。当测得的温度(也称为K型热电偶的工作端温度或热端温度)为t且冷端温度为t0时,K型热电偶的热电输出电势为EAB(t亚博电竞 ,t0)= EAB(t,0)-EAB(t0,0)。其中AB代表组成热电偶的具有不同特性的两条导体,EAB(t,0)代表K)热电偶是t,冷端是0℃时的热电功率,EAB(t0,0)表示冷端补偿热电功率。从中间温度定律来看,如果冷端温度恒定,则只有K热电势通过检查实测热电偶指标表,可以得到热电偶输出的EAB(t,t 0),得到EAB(t0,0),热电偶冷端温度为0℃时的热电势为计算,再次检查热电偶索引表以得到热电偶热端的实际温度。如果冷端温度波动,则通过补偿导线并根据中间导体的规律将冷端引导至恒温位置,然后采用上述方法获得K型热电偶。被测端子的温度。

单总线高温数字温度传感器的核心电路采用STC8高速单片机,并内置12位A / D转换器吉林快三 ,使得温度传感器的精度高达0.25℃。由K型热电偶检测到的温度信号经信号调理电路放大后,发送至单片机的P 0.0端口。冷端补偿使用DS18B20检测磁场温度,单片机的P3.1端口通过内部计算读取磁场温度。工艺温度补偿;检测到的温度被补偿并存储在临时存储器中,外部电路通过一条总线上的P3.0端口读取温度测量值。

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老王
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