本發(fā)明涉及試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電阻熱效應(yīng)的多通道集成測(cè)溫信號(hào)調(diào)理裝置。

背景技術(shù)：

熱電阻的工作原理是：基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性，當(dāng)溫度傳感器PT100溫度為0℃時(shí)它的阻值為100歐姆，在100℃時(shí)它的阻值約為138.5歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成均勻增長(zhǎng)的。溫度傳感器PT100與變換器配套使用，變換器把鉑電阻測(cè)得的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換放大為電壓信號(hào)。因此，只要測(cè)量出電壓信號(hào)變化就可得出溫度值。近年來(lái)，用于測(cè)量發(fā)射裝置表面晝夜溫度的日照試驗(yàn)逐漸增多，尤其在航空航天領(lǐng)域，為了研究發(fā)射箱體長(zhǎng)時(shí)間暴露在強(qiáng)光、晝夜溫差大等惡劣環(huán)境下，箱體內(nèi)部溫度與氣壓變化對(duì)導(dǎo)彈影響，溫度測(cè)量對(duì)發(fā)射裝置研發(fā)設(shè)計(jì)具有重要意義，鉑電阻精度高、體積小、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、線性好、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)。

溫度傳感器PT100工作需要±15V電源供電，當(dāng)多路傳感器同時(shí)測(cè)量時(shí)，可通過(guò)±15V供電集成模塊為所有溫度傳感器提供電源，同時(shí)保證供電模板輸出端的連接器接口一致。另外，傳感器產(chǎn)生的電壓輸出信號(hào)，不能直接進(jìn)行采樣，需要經(jīng)過(guò)一定的信號(hào)調(diào)理才能進(jìn)入采集系統(tǒng)。當(dāng)多路信號(hào)同時(shí)輸入時(shí)，還要保證信號(hào)之間的不串?dāng)_，這就需要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的輸入輸出模塊。

針對(duì)以上情況，需要專門(mén)設(shè)計(jì)一種基于電阻熱效應(yīng)的多通道集成測(cè)溫信號(hào)調(diào)理裝置，實(shí)現(xiàn)多通道信號(hào)輸入輸出、模塊集成化高、具備安全可靠性等設(shè)計(jì)目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何設(shè)計(jì)一種基于電阻熱效應(yīng)的多通道集成測(cè)溫信號(hào)調(diào)理裝置，實(shí)現(xiàn)多通道信號(hào)輸入輸出、模塊集成化高、具備安全可靠性的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于電阻熱效應(yīng)的多通道集成測(cè)溫信號(hào)調(diào)理裝置，包括電源模塊U1、電源開(kāi)關(guān)U5、電源調(diào)理模塊、LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4，信號(hào)調(diào)理模塊和過(guò)流保護(hù)模塊U2；

所述電源模塊U1把220V交流變成直流，再把直流轉(zhuǎn)換成所需要的振幅高頻脈沖電源，最后再把這高脈沖電壓整流，電容濾波輸出所需的5V與±15V電壓，為溫度傳感器供電；電源模塊U1、過(guò)流保護(hù)模塊U2與電源開(kāi)關(guān)U5通過(guò)導(dǎo)線連接起來(lái)，組成一個(gè)閉合的有源電路；當(dāng)信號(hào)調(diào)理裝置接通220V電源，同時(shí)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)U5即保持ON的狀態(tài)，此時(shí)電源模塊U1指示燈亮，表明其已正常工作；

所述LED數(shù)碼顯示模塊為電源模塊提供顯示功能，電源模塊U1各端分別與LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4相應(yīng)的端子通過(guò)導(dǎo)線連接；電源模塊U1處于工作狀態(tài)時(shí)，LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4分別顯示+15V、-15V電壓值，以此保證電源模塊U1提供給溫度傳感器的工作電壓正確；

所述電源調(diào)理模塊包括+15V電源調(diào)理模塊X1和-15V電源調(diào)理模塊X2，分別用于為溫度傳感器提供+15V、-15V工作電壓，其中+15V電源調(diào)理模塊X1與-15V電源調(diào)理模塊X2分別由11個(gè)接線端子組成，各接線端子通過(guò)金屬片連接，保證所有+15V、-15V電壓處于等電勢(shì)；

所述信號(hào)調(diào)理模塊包括信號(hào)輸入模塊X3和信號(hào)輸出模塊X4，這兩模塊分別由20組接線端子構(gòu)成，用于溫度傳感器輸出電壓信號(hào)的調(diào)理，起到連接信號(hào)調(diào)理裝置輸入端即后面板與輸出端即前面板的作用，其中信號(hào)輸入模塊X3和信號(hào)輸出模塊X4的輸入端分別與后面板20通道對(duì)應(yīng)的連接器芯點(diǎn)連接，同時(shí)信號(hào)輸入模塊X3和信號(hào)輸出模塊X4的輸出端分別與前面板20通道對(duì)應(yīng)的連接器芯點(diǎn)連接，所述前面板用于實(shí)現(xiàn)溫度傳感器輸出信號(hào)的采集與記錄；

所述過(guò)流保護(hù)模塊U2安裝于信號(hào)調(diào)理裝置的后面板，起到保護(hù)內(nèi)部元器件的作用。

優(yōu)選地，信號(hào)輸入模塊X3和信號(hào)輸出模塊X4之間通過(guò)隔板進(jìn)行絕緣。

優(yōu)選地，所述電源模塊U1把220V交流通過(guò)二極管整流電容濾波變成直流，再通過(guò)高頻振蕩發(fā)生器、開(kāi)關(guān)管和高頻開(kāi)關(guān)變壓器的作用，把直流轉(zhuǎn)換成所需要的振幅高頻脈沖電源，最后再通過(guò)高頻二極管把這高脈沖電壓整流。

優(yōu)選地，所述LED數(shù)碼顯示模塊安裝于信號(hào)調(diào)理裝置的前面板。

優(yōu)選地，所述電源模塊U1、電源調(diào)理模塊安裝于信號(hào)調(diào)理裝置的底板。

優(yōu)選地，所述信號(hào)調(diào)理裝置采用LXA型鋁合金機(jī)箱，后面板輸入端口和前面板輸出端口均采用XS系列推拉式連接器。

(三)有益效果

本發(fā)明采用便攜式箱體結(jié)構(gòu)，所有輸入端與輸出端采用XS系列推拉式連接器，溫度傳感器采用集成供電，信號(hào)調(diào)理采用一一對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)，提高測(cè)試可靠性；該裝置集成了電源模塊和信號(hào)調(diào)理電路，通過(guò)轉(zhuǎn)換可以實(shí)現(xiàn)多輸入多輸出功能，同時(shí)輸入與輸出端統(tǒng)一連接器接口，制作成本不足千元。采用該裝置可以避免在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)配置穩(wěn)壓電源裝置、信號(hào)調(diào)理板和鋪設(shè)大量測(cè)試電纜的情況，以最小的投入成本實(shí)現(xiàn)最大的效益；將穩(wěn)壓電源供電功能、信號(hào)調(diào)理模塊集成到一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)溫度傳感器測(cè)量端與數(shù)據(jù)采集設(shè)備的快速連接、調(diào)試，大大縮短了試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間；該裝置集成度高，輕巧實(shí)用，成本低廉，性能可靠，既提高了工作效率，又保證了工作質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)調(diào)理裝置底板電路示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)調(diào)理裝置后面板電路示意圖；其中c、信號(hào)調(diào)理裝置輸出端電路模塊，d、過(guò)流保護(hù)模塊；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)調(diào)理裝置前面板電路示意圖；其中a、信號(hào)調(diào)理裝置輸入端電路模塊，b、LED數(shù)碼顯示模塊。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于鉑電阻熱效應(yīng)的多通道集成測(cè)溫信號(hào)調(diào)理裝置，包括電源模塊U1、電源開(kāi)關(guān)U5、電源調(diào)理模塊、LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4，信號(hào)調(diào)理模塊和過(guò)流保護(hù)模塊U2；

所述電源模塊U1把220V交流通過(guò)二極管整流電容濾波變成直流，再通過(guò)高頻振蕩發(fā)生器、開(kāi)關(guān)管和高頻開(kāi)關(guān)變壓器的作用，把直流轉(zhuǎn)換成所需要的振幅高頻脈沖電源，最后再通過(guò)高頻二極管把這高脈沖電壓整流，電容濾波輸出所需的5V與±15V電壓，為溫度傳感器供電；電源模塊U1、過(guò)流保護(hù)模塊U2與電源開(kāi)關(guān)U5通過(guò)導(dǎo)線連接起來(lái)，組成一個(gè)閉合的有源電路；當(dāng)信號(hào)調(diào)理裝置接通220V電源，同時(shí)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)U5即保持ON的狀態(tài)，此時(shí)電源模塊U1指示燈亮，表明其已正常工作；

所述LED數(shù)碼顯示模塊對(duì)電源模塊進(jìn)行直觀顯示，電源模塊U1的+5V、GND、+V1及-V1端分別與LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4相應(yīng)的端子通過(guò)導(dǎo)線連接；電源模塊U1處于工作狀態(tài)時(shí)，LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4分別顯示+15V、-15V電壓值，以此保證電源模塊U1提供給溫度傳感器的工作電壓正確，LED數(shù)碼顯示模塊可測(cè)直流電壓0～220V和-220V～0量程，信號(hào)調(diào)理裝置選用HB5135B純平、超薄全封閉機(jī)殼、LED數(shù)碼顯示。LED數(shù)碼顯示為5V供電，顯示器大小為1寸，顯示位數(shù)為三位，該LED顯示模塊可直觀的告訴使用者信號(hào)調(diào)理裝置給溫度傳感器的供電情況，包括供電是否正確、是否已經(jīng)供電，也可以反映電源模塊的工作情況，幫助設(shè)備使用操作者清楚調(diào)理裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

所述電源調(diào)理模塊包括+15V電源調(diào)理模塊X1和-15V電源調(diào)理模塊X2，分別用于為20個(gè)溫度傳感器提供+15V、-15V工作電壓，保證溫度傳感器正常的工作電源，其中+15V電源調(diào)理模塊X1與-15V電源調(diào)理模塊X2分別由11個(gè)接線端子組成，11個(gè)接線端子并列組成一排，各接線端子通過(guò)金屬片連接，保證所有+15V、-15V電壓處于等電勢(shì)，電源端提供給20個(gè)溫度傳感器的壓數(shù)值一致，減小供電電源引起的測(cè)量誤差降，實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量數(shù)據(jù)的高精度、高可靠性。電源模塊U1的+15V、-15V通過(guò)導(dǎo)線與X1、X2模塊的DY1+、DY1-連接，X1模塊的DY1+-1～DY1+-20和X2模塊的DY1--1～DY1--20分別與圖2信號(hào)調(diào)理裝置后面板的φ12連接器芯點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線焊接，后面板連接器數(shù)量為20個(gè)，分別對(duì)應(yīng)20通道，這樣就完成了20個(gè)溫度傳感器+15V、-15V供電。

所述信號(hào)調(diào)理模塊實(shí)行一對(duì)一輸入輸出傳輸模式，通道互不干擾工作，包括信號(hào)輸入模塊X3和信號(hào)輸出模塊X4，這兩模塊分別由20組接線端子構(gòu)成，用于溫度傳感器輸出電壓信號(hào)的調(diào)理，起到連接信號(hào)調(diào)理裝置輸入端即后面板與輸出端即前面板的作用，其中信號(hào)輸入模塊X3和信號(hào)輸出模塊X4的輸入端分別與后面板20通道對(duì)應(yīng)的連接器芯點(diǎn)連接，同時(shí)信號(hào)輸入模塊X3和信號(hào)輸出模塊X4的輸出端分別與前面板20通道對(duì)應(yīng)的連接器芯點(diǎn)連接，信號(hào)輸入模塊X3和信號(hào)輸出模塊X4之間通過(guò)隔板進(jìn)行絕緣，實(shí)現(xiàn)每路傳感器輸出的電壓信號(hào)不串行、不干擾，同時(shí)輸出信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)便于問(wèn)題的快速查找與定位。所述前面板用于實(shí)現(xiàn)溫度傳感器輸出信號(hào)的采集與記錄；前面板與數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過(guò)測(cè)試電纜連接，前面板與溫度傳感器也通過(guò)測(cè)試電纜相連，實(shí)現(xiàn)溫度傳感器輸出信號(hào)的采集與記錄，從而實(shí)現(xiàn)后面板和前面板分別為信號(hào)調(diào)理裝置的輸入、輸出。

所述信號(hào)調(diào)理裝置采用LXA型鋁合金機(jī)箱，后面板輸入端口和前面板輸出端口均采用XS系列推拉式連接器——XS系列φ12航空標(biāo)準(zhǔn)連接器，具有高可靠性。所述過(guò)流保護(hù)模塊U2安裝于信號(hào)調(diào)理裝置的后面板，起到保護(hù)內(nèi)部元器件的作用當(dāng)電流超過(guò)設(shè)定電流時(shí)候，設(shè)備自動(dòng)斷電，以保護(hù)設(shè)備，220V電源配備過(guò)流熔斷保險(xiǎn)絲，有效保護(hù)內(nèi)部電路的設(shè)備的可靠運(yùn)行。所述LED數(shù)碼顯示模塊安裝于信號(hào)調(diào)理裝置的前面板。所述電源模塊U1、電源調(diào)理模塊安裝于信號(hào)調(diào)理裝置的底板。

多通道集成測(cè)溫信號(hào)調(diào)理裝置可保證20路溫度傳感器同時(shí)工作，并將輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。下面以一個(gè)傳感器工作時(shí)的信號(hào)調(diào)理為例進(jìn)行說(shuō)明。首先，將溫度傳感器通過(guò)測(cè)試電纜連接到信號(hào)調(diào)理裝置通道1的輸入端口即CH1-1，再把通道1對(duì)應(yīng)的輸出端口CH1、數(shù)據(jù)采集設(shè)備及控制計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。其次，信號(hào)調(diào)理裝置接通220V電源，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。兩塊LED數(shù)碼顯示模塊分別顯示+15V、-15V，表明電源模塊給溫度傳感器提供的+15V、-15V電源正常。最后，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備和控制計(jì)算機(jī)，這就完成了一個(gè)溫度傳感器信號(hào)的調(diào)理與采集。

本裝置配合溫度傳感器與數(shù)采設(shè)備可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)試，采用模塊化集成設(shè)計(jì)，極大的提高了試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的工作效率。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。