专利名称：一种发动机温度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传感器采集及数据处理电路技术领域，具体涉及一种由MAX31855组成的发动机温度测量电路。
背景技术：
如图I所示，目前在车辆发电机上温度采集的一般方法是使用热电偶传感器(K、J、N、S、T、E、R等不同分度)和钼电阻传感器(PT100)去检测实际温度的模拟量，然后由传感器放大电路进行放大处理，再对传感器实际信号进行A/D变换，进而变成数字量输出到PC机、工控机或微控制器去记录、显示，由上可知，具体测量处理环节比较复杂
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种发动机温度测量装置，或者说采集装置，以解决现有发动机温度采集电路结构测量处理环节复杂的问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种发动机温度测量装置，包括用于对温度信号进行转换的传感器数字转换电路，传感器数字转换电路包括八路MAX31855传感器数字转换器，各MAX31855传感器数字转换器的输入端用于与八路热电偶传感器的输出对应连接，各传感器数字转换器的数据输出端连接在用于与处理器相连的串行总线上，各传感器数字转换器的片选端用于与处理器的相应端口对应连接。所述热电偶传感器包括K、J、N、S、T、E、R分度热电偶传感器。所述K、J、N、S、T、E、R分度热电偶传感器的温度范围为_250°C 1770°C。所述串行总线为SPI总线。所述传感器数字转换电路装配在一块采集卡上。所述处理器为上位机、MCU或工控机。所述MAX31855传感器数字转换器的输入端口之间连接有一个输入电容器。所述MAX31855传感器数字转换器的电源端与接地端之间连接有一个滤波电容。本实用新型的发动机温度采集电路由于采用K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶传感器数字转换器，能处理K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶传感器产生的温度信号，满足-250°C 1770°C温度测量范围要求。热电偶的感知温度直接变成数字量从SPI串行口送出，将一般的信号放大、处理电路、A/D变换电路、串行输出电路，冷端补偿，断线监测相关的功能溶为一体，集成到一个8S0的封装里，极大地简化了电路，既提高了测量精度又保证了系统的可靠性。
图I是现有温度采集电路的原理框图；图2是本实用新型的电路原理图；图3是采集卡的电路图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步介绍。如图2所示为本实用新型的电路原理图，主要包括采集卡与控制装置，控制装置上主要是处理器，处理器可以采用微处理器、工控机等，处理器需要与采集卡进行串行通讯。采集卡上安装对温度信号进行转换的传感器数字转换电路，传感器数字转换电路中包括八路MAX31855传感器数字转换器，每个MAX31855对应一个热电偶(K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶)，采集卡的相应输入接口即MAX31855的输入端口，各MAX31855的数据输出端连接在用于与处理器相连的SPI串行总线上，各MAX31855的片选端与处理器的相应通讯端口对应连接。本实施例中，温度采集使用K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶的两端口之间连接有一个抗干扰电容器，K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶传感器数字转换器的电源端与接地端之间连接有一个电源滤波电容。发动机试验时，其缸体温度、火花塞温度、排汽温度等参数一般都在600°C以上，这些物体我温度一般都在700°C -800°C之间，有些能超过900°C，而发动机的进口水温、出口水温、机油温度、进气温度等都在40°C _80°C之间，均不会超过150°C，另外发动机涡轮前的温度在_30°C-+300°C之间变化。MAX31855能够适应发动机温度测量的全部要求。如表I所示，在测量不同的温度时选用K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶传感器就可以了。本实例传感器数字转换电路NI N8采用美国美信公司的生产的MAX31855传感器数字变换器；MAX31855冷端补偿热电偶至数字输出转换器，这个转换器解析为0. 25 1的温度下，允许读数高达1800°C和低达-270 °C，精度为±2°C。测量其缸体温度、火花塞温度、排汽温度时使用K型热电偶、测量进口水温、出口水温、机油温度、进气温度时使用K、J型热电偶；测量发动机涡轮前的温度时使用E或J型热电偶；再通过DSPIC30F6014A单片机按灵敏度或查表获得适时温度值，在测量范围为_250°C 1770°C之内，具有12位精度，分辨率为
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E WM IliS ——+soo 76,373 j 44. 123 m 録鐵拍 -50——.17 10. 506j G. 15SMAX31855器件能把K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶感知的温度直接变成数字量从SPI串行口送出，能将一般的信号放大、处理电路、A/D变换电路、串行输出电路，冷端补偿，断线监测相关的功能溶为一体，集成到一个8S0的封装里，既提高了测量精度又保证了系统的可靠性。如图3，NI NS的串行端口能够将转换后的信号进行输出7脚为数据输出端，5脚为时钟输出端，6脚为片�。�5 7脚分别引出到输出端子上，以便与数字只能处理器相关端口相接。6脚为高时MAX31855进行采集并进行A/D变换，为低时输出串行数字量。该温度采集电路的电源由NI N8的4脚和I脚及电容器Cl C8提供，4脚为Vcc (5V)电源正，I脚为(GED)电源地，Cl C8为电源滤波电容。本实施例以八组温度采集电路为例，输入电路�？橛蒏、J、N、S、T、E、R等不同分度的热电偶THl TH8及输入电容器C9 C16构成，热电偶THl TH8感测适时温度电压，电容器C9 C16用于提高信号的抗干扰能力，以保证信号电压正确性。
+5V电源连接到NI N8的4脚Vcc和I脚GND，从外部给NI N8供电，Cl C8电容器分别接在NI N8的4脚V。。，和I脚GND之间对电源进行一定的滤波。NI N8的5脚SCK全部并联在一起，由外部时钟信号带动；N1 N8的7脚SO全部并联在一起，通过共同连线向外部传送数字量；N1 NS的6脚CS分别连接到单独的端子上，当需要检测那一个传感器感知的温度时就将相应的该脚置低，从相应的芯片取出温度数字量；平时NI NS的6脚处于高电平一直进行着采集，只有置低时才能读取数字量；如当外部对NI的6脚置于0电平时，NI的7脚就会通过公共SO线将THl感知的温度数字量送出去。同理将N2 NS的6脚分别置于0电平时，处理器等外部设备就会得到NI NS串行送出的温度数字量，完成8个温度的检测和监视。本新型采用上述技术方案达到如下的技术效果(I)由于采用K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶传感器数字转换器，能把热电偶的感知温度直接变成数字量从SPI串行口送出，这可将一般的信号放大、处理电路、A/D变换电路、串行输出电路，冷端补偿，断线监测相关的功能融为一体，集成到一个8S0的封装里，极大地简化了电路。(2)既提高了测量精度又保证了系统的可靠性。(3)每只传感器数字转换器价格在45元-60元之间，性价比远高于目前的任何市场的现行产品，而且能适应K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶传感器的测量、处理。
权利要求1.一种发动机温度測量装置，其特征在于包括用于对温度信号进行转换的传感器数字转换电路，传感器数字转换电路包括八路MAX31855传感器数字转换器，各MAX31855传感器数字转换器的输入端用干与八路热电偶传感器的输出对应连接，各传感器数字转换器的数据输出端连接在用干与处理器相连的串行总线上，各传感器数字转换器的片选端用干与处理器的相应端ロ对应连接。
2.根据权利要求I所述的ー种发动机温度測量装置，其特征在于所述热电偶传感器包括K、J、N、S、T、E、R分度热电偶传感器。
3.根据权利要求2所述的ー种发动机温度測量装置，其特征在于所述K、J、N、S、T、E、R分度热电偶传感器的温度范围为_250°C 1770°C。
4.根据权利要求I所述的ー种发动机温度測量装置，其特征在于所述串行总线为SPI总线。
5.根据权利要求I所述的ー种发动机温度測量装置，其特征在于所述传感器数字转换电路装配在ー块采集卡上。
6.根据权利要求I所述的ー种发动机温度測量装置，其特征在于所述处理器为上位机、MCU或エ控机。
7.根据权利要求I所述的ー种发动机温度測量装置，其特征在于所述MAX31855传感器数字转换器的输入端ロ之间连接有ー个输入电容器。
8.根据权利要求3所述的ー种发动机温度測量装置，其特征在于所述MAX31855传感器数字转换器的电源端与接地端之间连接有一个滤波电容。
专利摘要本实用新型涉及一种发动机温度测量装置，包括用于对温度信号进行数字转换的传感器数字转换电路，传感器数字转换电路中包括八个K、J、N、S、T、E、R等不同分度热电偶传感器和传感器数字转换器MAX31855，各传感器数字转换器的输入端用于与对应的八路温度采集信号连接，各传感器数字转换器的数据输出端连接在用于与处理器相连的串行总线上，各传感器数字转换器的片选端用于与处理器的相应端口对应连接。本实用新型将信号放大、处理电路、A/D变换电路、串行输出电路，冷端补偿，断线监测相关的功能溶为一体，集成到一个8SO的封装里，极大地简化了电路，既提高了测量精度又保证了系统的可靠性。
文档编号G01K7/02GK202403821SQ201120485348
公开日2012年8月29日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者严世宝, 刘仁杰, 吴友生, 姚星周, 杨敬伟, 王凤魁, 赵大为 申请人:凯迈(洛阳)机电有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
