专利名称：一种热电阻信号采集转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量工控行业电子技术领域，涉及一种热电阻信号采集处理装 置。采集并处理热电阻型传感器产生的微弱小信号，将转换过的数据送MCU处理后，再传给 控制系统或计算机，实现温度点的数据采集、分析、调用或监控等功能。
技术背景 热电阻信号的应用非常广泛，在涉及热源电路测量技术领域中经常要对其电信号 进行采集和处理，目前，常见的应用场合一般应用于工厂企业的控制装置或设备，用来采集 反应设备的温度以便进行自动化控制。在工业生产现�。鹊缱栊托⌒藕攀粲谄渲斜冉现� 要的一种，各控制系统生产厂家，因技术差异，其生产的控制系统所能采集和处理的信号也 各不相同。对于热电阻型微弱信号，现有的大多数生产厂家其处理方式是经现场仪表转换 为标准的电压或电流信号，再传送给控制系统进行处理后控制负荷使用。这样每一个传感 器都要接一个现场仪表，耗费大量仪表和资金；而在有些技术水平比较高的厂家，设计为现 场热电阻信号直接进控制室，在其控制系统中专门设计一种卡件，集中处理此类信号，处理 完的数据可以直接由控制系统使用，节省很多现场仪表和资金。归结起来，现有的采集和处 理热电阻微弱信号并转换其电信号的技术普遍存在着电路设计相对结构复杂，对微弱信号 采集灵敏度低，处理与转换性能差，其形成的设备制备成本高，使用操作不便等突出缺点。
发明内容 本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种新型热电阻信号 采集处理电路及其装置，该电路能采集热阻信号并实现精确的数据转换，准确的反应现场 温度点的客观情况，将转换过的24位代码数据送CPU处理后，进而传送给工业自动化控制 系统或计算机，以实现温度点的数据采集、分析、调用或监控等功能 为了实现上述目的，本实用新型涉及的热电阻信号采集处理装置主体电路结构包 括热电阻信号输入单元、稳压嵌位单元、过压保护单元、精确参考电压单元、数据采集单元 和数据转换(模拟数字转换)单元电连通组合而成；热电阻信号输入单元采用三线制带补 偿接入方式，分别接输入端ABC三点；稳压嵌位单元由五个二极管电连通组成；过压保护单 元由三个二极管组成；精确参考电压单元由电压跟随器、精密稳压器、电容、电阻电连通组 成；数据采集单元由晶闸管、电压比较器、电阻、电容组成；数据转换单元由数据转换器和 晶振组成；其各器件电源输入接口采用标准+5V直流电源供电。 本实用新型输入端的热电阻信号输入为三线制补偿接入结构，三线并行接入稳压 嵌位电路，五个二极管D1 D5串联后与过压保护电路中的二极管D6并联后再串联二极管 D8后与二极管D7并联构成输入结构稳压嵌位电路单元；电压跟随器U4、稳压器U5、电容器 C2和电阻R5电连接组合构成参考电压电路单元，其电压跟随器U4的1脚、4脚与电容器 C2公共接点接入数据转换器U3，数据转换器U3的输入、输出两端的上二个脚之间并接晶振 XTAL，数据转换器U3的IN+与IN- 二脚之间跨接电容器Cl，电容器Cl与U3的IN-公共点串接电阻R2后接入晶闸管Ul和二极管D7的公共点，晶闸管Ul的1脚通过电阻R4接电源， 电压比较器U2的6脚与晶闸管Ul的4脚公共点通过电阻R3接入电源，二极管Dl、 D6、 D7 的公共点串接电阻R1后接入电容器C1与数据转换器U3的IN+脚公共点，构成一体式结构 的信号转换装置主体。 本实用新型与现有技术相比，其电路设计结构合理，原理安全可靠，对微弱信号采 集灵敏度高，处理性能好，可供多种工业控制设备使用。
图1为本实用新型的电路连接结构原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例 本实施例的主体电路具体结构包括热电阻信号输入、稳压嵌位电路、过压保护电 路、精确参考电压电路、数据采集电路和数据转换电路(模拟数字转换)等六个单元部分， 相互电原理性连通组合而成；热电阻信号输入单元的连接方式采用三线制带补偿接入方 式，分别接输入端A、B、C三点；稳压嵌位电路单元由5个二极管D1、D2、D3、D4、D5串联式 电连通组成，Dl-D5均采用匪DB1503A ;过压保护电路单元由3个二极管D6、 D7、 D8电连通 组成，D6-D8均采用匪DB1503A ;精确参考电压电路单元由电压跟随器U4、精密稳压器U5、 电容C2、电阻R5电连通组成，电压跟随器U4采用芯片MAX4162，精密稳压器U5采用芯片 LM4051AIM3-1. 2，电容C2容量1微法，电阻R5选取34. 7K欧；数据采集电路单元由晶闸管 Ul、电压比较器U2、电阻Rl、 R2、 R3、 R4、电容Cl电连通组成，Ul采用芯片MT1A，电压比较 器U2选用芯片LM358，电阻Rl、 R2选500欧姆，R3、 R4选1K欧姆，Cl选50微法；数据转换 电路单元由数据转换器U3和晶振XTAL电连通组成，数据转换器U3选用AD7783，晶振XTAL 选32. 768Khz ;本实施例中各器件电源输入接口均接标准+5V直流电源。 本实施例中数据转换输出端接MCU型号为QFP封装的MC9S12DG128单片机，其中 cpu serial port接MCU 73脚PM2， cpucontrol port接MCU16脚PBO ;cpu serial clock 接MC訓脚PM5。 本实施例选取各电学元器件后，按照电学原理示意将电阻信号输入、稳压嵌位电 路、过压保护电路、精确参考电压电路、数据采集电路以及数据转换电路(模拟数字转换) 各单元电信连通组合成一体式信号采集处理电路；并将数据输出端接MCU相应管脚，配以 适当单片机程序，即可有效实现本实用新型发明的目的和效果。
权利要求一种热电阻信号采集转换装置，主体电路结构包括热电阻信号输入单元、稳压嵌位单元、过压保护单元、精确参考电压单元、数据采集单元和数据转换或模拟数字转换单元，热电阻信号输入单元采用三线制带补偿接入方式，分别接输入端ABC三点；稳压嵌位单元由五个二极管电连通组成；过压保护单元由三个二极管组成；精确参考电压单元由电压跟随器、精密稳压器、电容、电阻电连通组成；数据采集单元由晶闸管、电压比较器、电阻、电容组成；数据转换单元由数据转换器和晶振组成；其各器件电源输入接口采用标准+5V直流电源供电；其特征在于输入端的热电阻信号输入为三线制补偿接入结构，三线并行接入稳压嵌位电路，五个二极管D1～D5串联后与过压保护电路中的二极管D6并联后再串联二极管D8后与二极管D7并联构成输入结构稳压嵌位电路单元；电压跟随器U4、稳压器U5、电容器C2和电阻R5电连接组合构成参考电压电路单元，其电压跟随器U4的1脚、4脚与电容器C2公共接点接入数据转换器U3，数据转换器U3的输入、输出两端的上二个脚之间并接晶振XTAL，数据转换器U3的IN+与IN-二脚之间跨接电容器C1，电容器C1与U3的IN-公共点串接电阻R2后接入晶闸管U1和二极管D7的公共点，晶闸管U1的1脚通过电阻R4接电源，电压比较器U2的6脚与晶闸管U1的4脚公共点通过电阻R3接入电源，二极管D1、D6、D7的公共点串接电阻R1后接入电容器C1与数据转换器U3的IN+脚公共点，构成一体式结构的信号转换装置主体。
专利摘要本实用新型涉及测量电子技术领域的一种热电阻信号采集处理装置，采集并处理热电阻型传感器产生的微弱小信号，将转换过的数据送MCU处理后，再传给控制系统或计算机，实现温度点的数据采集、分析、调用或监控等功能，输入端的热电阻信号输入为三线制补偿接入结构，三线并行接入稳压嵌位电路，五个二极管串联后与过压保护电路中的二极管并联再串联二极管后与二极管并联构成输入结构稳压嵌位电路单元；电压跟随器与电容器公共接点接入数据转换器，电压比较器与晶闸管公共点通过电阻接入电源，各元器件电原理性连通构成一体式结构的信号转换装置，其电路设计结构合理，原理安全可靠，对微弱信号采集灵敏度高，处理性能好，可供多种工业控制设备使用。
文档编号G01K7/20GK201508249SQ20092023923
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者刘安正, 刘成梅, 樊庆欣, 王沙 申请人:青岛海天炜业自动化控制系统有限公司
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