欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

溫度測(cè)量傳感器鏈的制作方法

文檔序號(hào):6136058閱讀:555來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:溫度測(cè)量傳感器鏈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于測(cè)溫領(lǐng)域中的一種溫度測(cè)量裝置。
在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)研究等領(lǐng)域都需要用電阻型溫度傳感器鏈來(lái)進(jìn)行測(cè)溫。據(jù)國(guó)家專利局公布的實(shí)用新型專利CN.93215775.0介紹,海水溫度測(cè)量傳感器鏈中每個(gè)熱敏電阻型溫度傳感器各自帶一根50m長(zhǎng)的屏蔽電纜,32個(gè)溫度傳感器共有32根電纜,匯合在一起數(shù)量相當(dāng)可觀。而且每個(gè)傳感器單獨(dú)有一個(gè)恒流源供電,把熱敏電阻反映得到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)傳送。從這一專利技術(shù)的介紹來(lái)看,有二個(gè)問(wèn)題沒(méi)有很好地解決(1)傳感器鏈中每個(gè)溫度傳感器單獨(dú)帶一根屏蔽電纜,且每根電纜的信號(hào)線在3芯以上。這樣在使用傳感器數(shù)量較多的條件下,電纜顯得太多,成本增加,使用也不方便;(2)每個(gè)熱敏電阻型溫度傳感器單獨(dú)配一路恒流源電路供電,這種方法既結(jié)構(gòu)復(fù)雜,又把傳輸線電阻的影響引入到溫度信號(hào)中。這樣的設(shè)計(jì)思想是無(wú)法由電子線路自動(dòng)消除傳輸線電阻引入的測(cè)溫誤差。如果通過(guò)硬件或者軟件校準(zhǔn)每一個(gè)傳感器的測(cè)溫精度,以后就不能再任意伸長(zhǎng)或縮短電纜的長(zhǎng)度,否則會(huì)使測(cè)溫誤差增大。
本發(fā)明的目的在于提出一種由多個(gè)電阻型溫度傳感器、一根帶總屏蔽的多芯電纜、多路模擬開關(guān)、自平衡電橋、差動(dòng)放大器組成的溫度測(cè)量傳感器鏈。這種傳感器鏈不需要在溫度探頭內(nèi)部附加任何電子變換電路,溫度信號(hào)傳送不受傳輸線電阻的影響。如果傳感器鏈中有n(n≥1)個(gè)溫度傳感器,則僅需要一根n+2芯的帶總屏蔽的電纜。從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案在于它包括由多路模擬開關(guān)、自平衡電橋、差動(dòng)放大器、n個(gè)電阻型溫度傳感器以及一根帶總屏蔽的n+2芯電纜所組成,其中n個(gè)傳感器和一根n+2芯的電纜構(gòu)成傳感器鏈的前端部分,其輸出端與多路模擬開關(guān)、自平衡電橋和差動(dòng)放大器按下列方式進(jìn)行連接,n條在任意位置上接有溫度傳感器的芯線的輸出端與多路模擬開關(guān)的輸入端相連,模擬開關(guān)的公共輸出端與自平衡電橋的一臂相連;這n條芯線的另一端同接一點(diǎn)作為公共點(diǎn),從這公共點(diǎn)還引出一芯平衡線和一芯接地線,平衡線與自平衡電橋的另一臂相連,地線與差動(dòng)放大器的電路地相連,而差動(dòng)放大器可以從電橋中檢測(cè)出與選通傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)輸出。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于它的傳感器鏈中除溫度傳感器、電纜以外,不帶其它任何電子元器件。電子線路在儀器箱中屬于傳感器鏈中每個(gè)傳感器公用的。一臺(tái)調(diào)試好的這種溫度測(cè)量傳感器鏈儀器,在不改變儀器中軟件和硬件的條件下,傳感器鏈的電纜長(zhǎng)度可以在幾公里范圍內(nèi)變化而不會(huì)影響原來(lái)校準(zhǔn)好的測(cè)溫精度。這樣的傳感器鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,穩(wěn)定可靠,便于使用和維修。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)方框圖;圖2為本發(fā)明中傳感器鏈與信號(hào)檢測(cè)電路的電原理圖;圖3為傳感器鏈中某一號(hào)傳感器接入自平衡電橋的等效電路。
現(xiàn)在結(jié)合上述各附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的工作原理和一個(gè)成功的已實(shí)際實(shí)驗(yàn)的例子。
本發(fā)明由以下二大部分組成1.傳感器鏈1,它共有n個(gè)(n≥1)電阻型傳感器和一根n+2芯電纜連接而成。
2.溫度信號(hào)檢測(cè)電路,它由多路模擬開關(guān)2、自平衡電橋3、差動(dòng)放大器4組成。
圖2是溫度傳感器鏈與信號(hào)檢測(cè)電路原理圖。虛線下方是傳感器鏈的結(jié)構(gòu)原理圖,n個(gè)電阻型溫度傳感器分別串接在規(guī)格相同,但位置不同的n芯信號(hào)線中,n根信號(hào)線末端共接一點(diǎn)D,從D點(diǎn)還引出兩根線分別為L(zhǎng)g和Lg,Lg是連接電橋另一臂的平衡導(dǎo)線,Lg是連接到模擬地AG的接地線,D點(diǎn)電位是隨著lg的導(dǎo)線電阻而變化的。模擬開關(guān)K1…Kn由單片機(jī)送出的傳感器編號(hào)碼來(lái)決定哪一個(gè)閉合。由于模擬開關(guān)有50Ω左右的導(dǎo)通電阻,為了使電橋二臂平衡,所以在電橋另一臂上同樣串接一個(gè)同型號(hào)的模擬開關(guān)Kp,并處于常導(dǎo)通狀態(tài)。
傳感器鏈中某號(hào)傳感器接入自平衡電橋時(shí)的等效電路如圖3虛線框內(nèi)所示,R1為電纜中每根信號(hào)線的導(dǎo)線電阻,由于Lp是和信號(hào)線相同長(zhǎng)度、相同規(guī)格的導(dǎo)線,所以導(dǎo)線電阻同樣為L(zhǎng)L,Rg是接地線Lg的電阻,Rt為電阻型溫度傳感器。
晶體管VT1和附屬元件R1、R2、Z1構(gòu)成恒流源電路,給下面的電橋提供恒定電流Is,流過(guò)電橋每臂的電流為
。電橋中R3=R4,運(yùn)算放大器A1及附屬元件電容C1、C2、二極管D1構(gòu)成差動(dòng)式積分器,積分器的輸出控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管VT2的導(dǎo)通程度,直到電橋的A點(diǎn)和B點(diǎn)電壓近似相等為止。由于電橋AD和BD兩臂上都有相同的電阻Ron和Rl,所以VT2的導(dǎo)通壓降正好等于Rt兩端的電壓。這樣就把遠(yuǎn)離電橋的電阻型溫度傳感器反映到的溫度信號(hào)從VT2兩端的壓降上體現(xiàn)出來(lái)。如圖2所示,用運(yùn)算放大器A2、A3構(gòu)成射極跟隨器,運(yùn)算放大器A4及電阻R5-R8構(gòu)成差動(dòng)放大器,這樣從運(yùn)算放大器A4輸出的電壓Vt便是Rt兩端電壓放大K倍后的電壓,它滿足以下等式Vt=KI0Rt(1)公式(1)中的Rt可以是熱敏電阻,鉑電阻等一類電阻型傳感器,現(xiàn)在假設(shè)選用熱敏電阻作溫度傳感器,則熱敏電阻Rt可近似用以下式子表示Rt=R0eB/T(2)式中R0、B為常數(shù),T為絕對(duì)溫度,用(2)代入(1)則有Vt=KI0R0eB/T兩邊取自然對(duì)數(shù)后加以整理,并從絕對(duì)溫標(biāo)轉(zhuǎn)化為攝氏溫標(biāo),則有T=BA+LN(Vt)-273----(3)]]>A=-LN(KI0R0)(4)按當(dāng)前通常的數(shù)字化測(cè)量方法,可將Vt送給A/D變換器,A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果由單片計(jì)算機(jī)讀入后根據(jù)公式(3)計(jì)算成溫度值T,然后一方面送LED顯示,另一方面通過(guò)RS232接口送給PC機(jī)記錄在硬盤上,顯示在監(jiān)視器上。采樣那一號(hào)傳感器的信號(hào),它由單片機(jī)發(fā)出傳感器編號(hào)碼選通相應(yīng)的模擬開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
很明顯,上述原理不僅限于電阻型溫度傳感器,對(duì)于任何其它物理量的電阻型傳感器也同樣適用。
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施的例子,下面詳細(xì)敘述利用本發(fā)明研制海洋溫度測(cè)量傳感器鏈的制作過(guò)程和測(cè)試結(jié)果。
根據(jù)上述發(fā)明的設(shè)計(jì)原理,用20個(gè)熱敏電阻作為溫度傳感器,傳送信號(hào)的電纜是一根總長(zhǎng)為60米,帶總屏蔽的22芯電纜。自平衡電橋中恒流Is=0.1mA差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)K=9。熱敏電阻生產(chǎn)廠一般提供T=25℃時(shí)的電阻Rt和B值。本實(shí)例中用的20個(gè)熱敏電阻的Rt=5.1KΩ±10%,B=3600K±10%。利用這兩個(gè)給出的已知參數(shù),根據(jù)公式(2)可以求出R0,由此可以求得公式(3)中常數(shù)A=LN(9×0.1×10-4×R0)。差動(dòng)放大器從自平衡電橋中檢測(cè)出溫度信號(hào)Vt,經(jīng)過(guò)A/D后量化為數(shù)字信號(hào),由單片機(jī)讀入后按照公式(3)計(jì)算出相應(yīng)的溫度值。
從公式(3)可以看出,對(duì)應(yīng)于每個(gè)熱敏電阻型溫度傳感器都有一組常數(shù)A和B,20個(gè)熱敏電阻共有20組這樣的常數(shù)。這20組常數(shù)存放在單片機(jī)的EPROM中,單片機(jī)根據(jù)選通模擬開關(guān)的傳感器編號(hào)碼,查找相應(yīng)的常數(shù)計(jì)算出溫度值。
海洋溫度測(cè)量傳感器鏈研制成功后,在國(guó)家海洋計(jì)量站上海分站進(jìn)行了測(cè)量正確度檢定,在測(cè)量范圍0-40℃(因?yàn)楹K疁囟葍H在這范圍內(nèi)),測(cè)溫誤差≤0.05℃。
權(quán)利要求
1.一種溫度測(cè)量傳感器鏈,其特征在于它由多路模擬開關(guān)、自平衡電橋、差動(dòng)放大器、n個(gè)電阻型溫度傳感器以及一根帶總屏蔽的n+2芯電纜所組成,其中n個(gè)傳感器和一根n+2芯的電纜構(gòu)成傳感器鏈的前端部分,其輸出端與多路模擬開關(guān)、自平衡電橋玫差動(dòng)放大器按下列方式進(jìn)行連接,n條在任意位置上接有溫度傳感器的芯線的輸出端與多路模擬開關(guān)的輸入端相連,模擬開關(guān)的公共輸出端與自平衡電橋的一臂相連;這n條芯線的另一端同接一點(diǎn)作為公共點(diǎn),從這公共點(diǎn)還引出一芯平衡線和一芯接地線,平衡線與自平衡電橋的另一臂相連,地線與差動(dòng)放大器的電路地相連,而差動(dòng)放大器可以從電橋中檢測(cè)出與選通傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)輸出。
2.按照權(quán)利要求書1所說(shuō)的溫度測(cè)量傳感器鏈,其特征在于所說(shuō)的傳感器是電阻型傳感器。
全文摘要
本發(fā)明屬于測(cè)溫領(lǐng)域中的一種溫度測(cè)量裝置,它由n個(gè)(n≥1)電阻型溫度傳感器與按特殊的方法連接的n+2芯電纜組成傳感器鏈,并與由多路模擬開關(guān)、自平衡電橋、差動(dòng)放大器組成的信號(hào)檢測(cè)電路相連,可從電橋中選通并檢測(cè)出任意號(hào)溫度傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)。作為一種實(shí)例,將這種模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器,經(jīng)單片機(jī)提供多路模擬開關(guān)的編號(hào)及計(jì)算出相應(yīng)的溫度值后,可將溫度數(shù)據(jù)送LED數(shù)據(jù)管顯示,也可通過(guò)RS232接口傳送給主機(jī)PC計(jì)算機(jī)進(jìn)行存盤和顯示。
文檔編號(hào)G01K7/16GK1241716SQ9810284
公開日2000年1月19日 申請(qǐng)日期1998年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月10日
發(fā)明者錢炳興, 李正坤, 雷良穎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
  • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1
成都市| 垦利县| 滦平县| 淳化县| 开封县| 利津县| 保定市| 特克斯县| 沈阳市| 丹江口市| 永寿县| 普格县| 安徽省| 太白县| 沧州市| 法库县| 马边| 嘉义县| 三门峡市| 河池市| 团风县| 双峰县| 定襄县| 洪江市| 南溪县| 丘北县| 普兰店市| 吴旗县| 巴彦县| 宿松县| 洪江市| 公主岭市| 夏津县| 泉州市| 壶关县| 萍乡市| 江油市| 二手房| 金平| 海原县| 特克斯县|