专利名称：一种低温环境下使用的室外型温度采集�？榈闹谱鞣椒�
技术领域：
本实用新型涉及一种低温环境下使用的室外型温度采集�？椋糜谠诘臀率� 外环境下对钼电阻温度传感器的信号采集，通过�？橛τ萌砑胁饬浚衔淮渲С� M0DBUS-RTU总线协议，属于现场总线控制技术领域。
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背景技术：
钼电阻温度传感器随着温度的上升，钼电阻的阻值也会升高，阻值与温度有着很 好的线性关系，温度测量范围-200°C +850°C，并且还具有抗振动、稳定性好、准确度高、 耐高压等优点，被广泛应用于工业领域测温和控制。温度采集�？槭嵌灶獾缱栉露却衅鹘行藕挪杉ü？橛τ萌砑胁� 量，应用M0DBUS-RTU总线协议转换为数字量信号，通过�？榈腞S485接口传到上位机进行 显示、控制。由于钼电阻信号是模拟信号，传输距离近、易受到信号干扰，因此温度采集模块 的安装要求尽量靠近钼电阻温度传感器。在中国北方对室外工业电机、轴承等温度测量现�。臼彝獾奈露然岽锏絖30°C 以下，一般的温度采集�？楹苣言谌绱说臀孪抡９ぷ鳎ǔ２捎玫姆椒ㄊ墙？榉旁诎� 装了风扇加热器的室外恒温机柜内靠近被测的温度传感器使用，这种方法加热能耗高、恒 温机柜的采购安装成本高、升温效率低；如果将�？榉旁谑夷冢蚩赡芤蛭湎呗饭ぃ� 而导致数据无法传输或传输不准确。本实用新型是一种低温环境下使用的室外型温度采集�？椋遣捎梦？樾酒� 热的特殊设计，可直接安装在低温环境下，最大限度地节约了能耗，提高了效率，使应用成 本大大降低。
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实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种自身具备适应在低温环境下使用的温度采集模 块，带有5路温度采集通道，用于在低温室外环境下对钼电阻温度传感器的信号采集，上位 传输支持M0DBUS-RTU总线通讯协议。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是硬件包括5路钼电阻温度输入、信 号选通电路、信号放大电路、恒流源电路、AD转换电路、单片机、RS485接口以及环境温度采 集及�？榧尤瓤刂频缏罚涮卣髟谟谖露炔杉？樵錾枇嘶肪澄露炔杉澳？榧尤瓤刂频缏罚诮�5路钼电阻温度输 入信号转换为RS485数字量信号输出的同时，进行�？榈幕肪澄露炔杉澳？榧尤瓤刂疲� 包含环境温度采集电路、AD转换电路、铝壳电阻。在电路中设计了监测环境温度的传感器 芯片，在单片机设定环境温度的上限和下限值，将当前的环境温度值传送给单片机，当单片 机通过AD转换检测到环境温度低于下限值时，则给�？榧尤瓤刂频缏芬桓龈叩缙叫藕牛� 路中的铝壳电阻开始给�？榧尤龋坏钡テ觳獾交肪澄露雀哂谏舷拗凳保蚋？榧尤� 控制电路一个低电平信号，电路中的铝壳电阻停止给�？榧尤�。�？榧尤任露鹊纳舷尴孪拗悼梢愿萦τ玫氖导市枰萌砑榛钌瓒ǎ鼓？榭梢怨ぷ髟诓煌牡臀禄肪诚�。软件均固化在硬件CPU单片机中，�？榈牡刂罚ㄌ芈剩驴刂稻嬗诘テ� EEPROM中，在断电情况下这些重要的数据不会丢失。本实用新型的有益效果该室外型温度采集�？榭杉蛞椎匕沧霸诳拷獾缱栉露� 传感器的低温室外环境下，对钼电阻温度传感器信号采集，上位传输支持M0DBUS-RTU总线 通讯协议，使信号传输准确，降低使用成本。
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图1为本实用新型的温度采集�？榈脑砜蛲迹煌�2为本实用新型的温度采集�？榈腃PU电路；图3-1和图3-2为本实用新型的温度采集�？榈男藕叛⊥ǖ缏泛托藕欧糯蟮缏罚煌�4为本实用新型的温度采集�？榈腁D转换电路；图5为本实用新型的温度采集�？榈牡缭吹缏吠�6为本实用新型的温度采集模块的RS485接口 ；图7为本实用新型的温度采集�？榈幕肪澄露瓤刂频缏罚煌�8为本实用新型的温度采集�？榈暮懔髟吹缏罚煌�9为本实用新型的软件主程序流程图；图10为本实用新型的软件串口接收中断流程图。
5.具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做一个较详细的说明。参照图1，这是本实用新型的5路温度采集�？榈脑砜蛲�。如图所示，温度�？榘�5路钼电阻温度传感器输入、信号选通电路、信号放大 电路、AD转换电路、单片机、RS485接口、环境温度采集电路、恒流源电输入路以及�？榧尤� 控制电路。5路钼电阻温度传感器输入1与恒流源输入9将信号传至信号选通电路2，选通其 中一路后，产生了电压信号，经由信号放大电路3，把电压信号送至AD转换电路4，AD转换 电路4将电压信号转换为数字量后，将数据传送至CPU单片机5，单片机5经过处理后，将数 据通过RS485接口 6输出。数据传输的同时，环境温度采集电路8将采集到的温度以数字 量的形式传送给单片机5，单片机5使用内部AD转换电路将环境温度算出并与EEPROM中设 定的�？榧尤任露戎迪啾冉希绻陀谙孪蓿テ�5开启�？榧尤瓤刂频缏�7，如果高于 上限，单片机5关闭�？榧尤瓤刂频缏�7。参照图2，这是本实用新型的主CPU电路。这里所述的主CPU电路，指的是单片机5，本单片机时钟使用的是内部IM晶振， CPU在收到AD转换电路4的数据后，将电压值除以恒流源的值(833uA)，就得到钼电阻的阻 值了，根据阻值使用查表法就可得到温度值，接着将数据分为3种通讯协议通过RS485接口 6输出，分别是ASCII码协议，16进制协议和国际通用的Modbus协议。数据传输的同时，环 境温度采集电路8将采集到的温度以数字量的形式传送给单片机5，单片机5使用内部AD 转换电路将环境温度算出并与EEPROM中设定的模块加热温度值相比较，如果低于下限，单片机5将输出一个高电平，�？榧尤瓤刂频缏�7开始工作，如果高于上限，单片机5将输出 一个低电平，�？榧尤瓤刂频缏�7停止工作。参照图3-1，这是本实用新型的信号选通电路；参照图3-2，这是本实用新型的信 号放大电路。图3-1中，单片机5通过控制信号选通芯片的A、B、C脚来逐个选通5路钼电阻温 度传感器输入通道，信号选通芯片的负电源(V-)也是由单片机5提供的。图3-2中，选通 一路后，信号进入信号放大电路，经增益后进入AD转换电路4。参照图4，这是本实用新型的AD转换电路。钼电阻温度传感器信号通过恒流源输入9经放大后以电压形式进入AD转换芯片， 在收到单片机5的读取数据的命令后，AD转换芯片的3脚和4脚通过I2C协议将会把一个 16位的数据送入单片机5。参照图5，这是本实用新型的电源电路。本�？椴捎肈CMV电源供电，通过电路将MV电源转换成5V给单片机5和其他所 有需要5V的器件供电。参照图6，这是本实用新型的RS485接口。单片机5控制PC5为低电平时，单片机5处于接收状态，从RXD引脚读取收到的数 据，单片机5控制PC5为高电平时，单片机5处于发送状态，从T)(D引脚发送数据。参照图7，这是本实用新型的温度控制电路。测温芯片将检测到的温度数据通过PC3送入单片机5，单片机5启用内部8位AD 转换功能计算�？榈鼻暗幕肪澄露龋⒂隕EPROM中设定的上限值和下限值作比较，如果低 于下限，单片机5的PB2脚将输出高电平控制�？榧尤鹊缏�7开始工作，�？榧尤鹊缏分械� 铝壳电阻开始升温；如果高于上限，单片机5的PB2脚将输出低电平控制模块加热电路7停
止工作。参照图8，这是本实用新型的恒流源电路。由于钼电阻温度传感器是电阻信号，AD芯片只能测量电压信号，所以必须要有一 个恒定不变的电流输入，通过单片机5的PBl脚输出脉冲，使恒流源电路工作，计算出输出 的电流为833uA。参照图9，这是本实用新型的主程序流程图。如图9所示，当模块上电后即开始执行主程序，此程序用来采集钼电阻温度数据 和环境温度数据，其流程如下开始10、初始化11、逐个读取5路PT100输入值12、将数据存 入相应寄存器13、读取�？榈鼻盎肪澄露�14、判断是否小于下限值15，如果是，PB2输出高 电平�？榧尤鹊缏房脊ぷ�17，返回逐个读取5路PT100输入值12 ；如果否，判断是否高于 上限值16，如果是，PB2输出低电平停止�？榧尤鹊缏饭ぷ�18 ；如果否，返回逐个读取5路 PT100输入值12。参照图10，这是本实用新型的串口接收中断流程图。如图10所示，当通讯端口接收到指令后，立即中断主程序，执行指令判断程序，根 据指令要求发送相应的数据，其流程如下有串口接收中断产生19、读取接收到的数据20、 判断是否有读取数据的命令21，如果是，发送数据22，退出中断23 ；如果否，判断是否有读 配置的命令对，如果是，读取模块配置25，退出中断23 ；如果否，判断是否有写配置的命令26，如果是，把数据写入EEPR0M27，退出中断23 ；如果否，退出中断23。
权利要求1.一种低温环境下使用的室外型温度采集�？椋�5路温度采集通道，用于在低温 室外环境下对钼电阻温度传感器的信号采集，上位传输支持M0DBUS-RTU总线通讯协议；其中温度量采集模块包括5路钼电阻温度传感器输入(1)、信号选通O)、信号放大 ⑶、AD转换(4)、单片机(5)、RS485接口(6)、恒流源电路(9)，其特征在于: 所述的温度采集模块增设了环境温度采集⑶及�？榧尤瓤刂�(7)电路。
2.根据权利要求1所述的低温环境下使用的室外型温度采集�？椋涮卣髟谟谒龅哪？榈幕肪澄露炔杉澳？榧尤瓤刂疲肪澄露炔杉缏�、AD转换电路、铝 壳电阻。
专利摘要本实用新型涉及一种低温环境下使用的室外型温度采集�？椋�5路铂电阻温度传感器输入、信号选通、信号放大、AD转换、单片机、RS485接口、恒流源输入；其特征在于增设了环境温度采集及�？榧尤瓤刂频缏罚？橹猩杓屏艘桓黾嗖饣肪澄露鹊拇衅餍酒露刃藕糯氲テüテ瓒？榧尤任露鹊纳舷藓拖孪蓿被肪澄露鹊陀谏瓒ㄏ孪奘保傻テ舳量堑缱杓尤龋被肪澄露雀哂谏瓒ㄉ舷藓螅Ｖ辜尤�。该温度采集�？橛糜谠诘臀率彝饣肪诚露圆缱栉露却衅鞯男藕挪杉衔淮渲С諱ODBUS-RTU总线通讯协议。
文档编号G01K7/18GK201917415SQ201020575890
公开日2011年8月3日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者安志强, 林峥, 樊荣, 王虹, 高涵, 魏佳 申请人:北京航天正信科技有限公司, 安志强, 林峥, 樊荣, 王虹, 高涵, 魏佳
专业数控铣床产品供应商
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