矿用温度传感器的制造方法
【专利摘要】一种矿用温度传感器，其由电源电路、温度传感器、红外接收电路、数码管及驱动电路、存储电路、单片机、通讯接口电路等组成。电源电路提供稳定的直流工作电源，单片机分别与温度传感器、红外接收电路、数码管及驱动电路、存储电路及通讯接口电路相连接。温度数据通过数码管显示，温度数据的传递有三种方式可选，分别是CAN通讯方式、串口通讯方式、频率输出方式。本发明具有高精度、高稳定性、低功耗、通讯方式灵活多变的特点，且可通过红外遥控器进行传感器的校准与标定。
【专利说明】矿用温度传感器
【技术领域】
[0001]本发明型涉及一种温度测量领域的传感器，特别涉及一种矿用井下温度测量的传感器。
【背景技术】
[0002]温度是一种基本的环境参数，它的测量是工业生产过程中比较典型的应用，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。目前，现有煤矿常用温度传感器的敏感元件主要有各类热电阻、热电偶、半导体热敏传感器等，其输出信号具有非线性，存在着精度低、测量误差大、工作不稳定、可靠性差、使用寿命短等缺点，且与外部通讯接口形式单一化。
【发明内容】
[0003]本发明型针对现有产品存在的技术不足，而研制出的一种适用于矿用现场温度采集的、通讯方式灵活多变的温度传感器，由电源电路、温度传感器、红外接收电路、数码管及驱动电路、存储电路、单片机、通讯接口电路等组成。本发明型所采用的技术手段如下:电源电路由降压电路和低压差线性稳压电路组成，为传感器提供稳定的直流工作电源。温度传感器芯片将外部环境温度采集，并通过单总线方式将数据传递给单片机。单片机将数据处理之后，通过数码管显示并经由通讯接口电路发送出去。三种通讯接口电路分别为CAN收发器电路、光耦隔离的串口电路及光耦隔离的频率信号输出电路，为传感器提供数据发送的通道。红外接口电路由红外接收头组成，接收红外遥控器的信号，完成传感器的校准与标定。存储电路由铁电存储器组成，存储传感器标定与校准过程中的各项参数。
[0004]本发明型具有高精度、高稳定性、低功耗、通讯方式灵活多变的特点，且可通过外部红外遥控器进行传感器的校准与标定。
[0005]进一步的技术特征，所述的单片机选用STM F103VCT6。
[0006]所述的温度传感器芯片选用DS18B20。
[0007]所述的CAN收发器选用CTM8251T。
[0008]所述的红外接收头选用IRM338。
[0009]所述的存储器选用FM24C02。
[0010]所述的通讯接口电路选用CAN通讯方式、光耦隔离的串行通讯方式、光耦隔离的频率输出方式。
[0011]本发明型的有益效果是:具有高精度、高稳定性、低功耗、校准方便等特点，且通讯方式灵活多变。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明型的框图。
[0013]图2为本发明型的电路原理图(一)。
[0014]图3为本发明型的电路原理图(二)。[0015]图4为单片机软件流程图。
【具体实施方式】
[0016]本发明型电路框图如图1所示，包括电源电路1、温度传感器2、红外接收电路3、数码管及驱动电路4、存储电路5、CAN通讯接口电路6、串行通讯接口电路7、频率信号输出接口电路8、单片机9。
[0017]通过外部接口加上18V直流电压以后，经过降压电路与低压差线性稳压电路输出
3.3V直流电压，使温度传感器开始工作。单片机复位，晶振起振，使其处于就绪状态。温度传感器采集外部环境温度数据之后，将其转变为数字信号，通过单总线方式传递给单片机。单片机循环采集温度数据，当接收到温度数据之后进行数据转换处理，送入数码管显示，并且将数据通过三种通讯接口电路发送出去。
[0018]本发明型电路原理图如图2、图3所示，外部直流电源正极和负极接入CONI端子的I脚和2脚，18V电压经过防反接二极管Dl输入到降压芯片Ul的6脚上，通过Ul降压处理之后，Ul的2脚输出5V直流电压。该电压经过滤波之后进入到低压差线性稳压芯片U2的3脚，U2的2脚输出3.3V直流电压，温度传感器开始工作。
[0019]在温度测量过程中，当温度传感器芯片U3成功采集外部环境温度数据后，U3的2脚输出温度的数字信号，该引脚连接至单片机U5的30脚。单片机获取温度后，先进行数据处理，然后通过串行通讯送入数码管驱动电路U10，进行实时显示。
[0020]在温度数据发送过程中，首先U5通过信号线CANH、CANL将数据送入CAN隔离收发器U7，U7将数据发送到CAN总线上。接下来U5通过信号线USART1_TX将温度数据送入光耦U8的2脚，U8将数据发送到串行总线上。最后，U5将温度数据变换成与之成正比的频率信号，通过光耦U9将之发送出去。
[0021]在传感器校准过程中，红外接收头U4接收红外遥控器的键值，U4的3脚输出红外遥控器的键值，该引脚连接到U5的48脚。U5的48脚接收到键值之后，进入串口中断服务程序中，进行相应的校准操作，同时将数据存储到铁电存储器U6中。
[0022]本发明型具有高精度、高稳定性、低功耗、通讯方式灵活多变的特点，且可通过红外遥控器进行传感器的校准与标定。
【权利要求】
1.一种矿用温度传感器，其特征在于:包括电源电路、温度传感器、红外接收电路、数码管及驱动电路、存储电路、单片机和通讯接口电路。电源电路由降压电路和低压差线性稳压电路组成，为传感器提供稳定的直流工作电源。温度传感器芯片将外部环境温度采集，并通过单总线方式将数据传递给单片机。单片机将数据处理之后，通过数码管显示并经由通讯接口电路发送出去。三种形式的通讯接口电路分别为CAN收发器电路、光耦隔离的串口电路及光耦隔离的频率信号输出电路，为传感器提供数据发送的通道。红外接口电路由红外接收头组成，接收红外遥控器的信号，完成传感器的校准与标定。存储电路由铁电存储器组成，存储传感器校准与标定过程中的各项参数。
2.根据权利要求1所述的矿用温度传感器，其特征在于:所述的单片机选用STMF103VCT6。
3.根据权利要求1所述的矿用温度传感器，其特征在于:所述的温度传感器芯片选用DS18B20。
4.根据权利要求1所述的矿用温度传感器，其特征在于:所述的CAN收发器选用CTM8251T。
5.根据权利要求1所述的矿用温度传感器，其特征在于:所述的红外接收头选用IRM338。
6.根据权利要求1所述的矿用温度传感器，其特征在于:所述的存储器选用FM24C02。
7.根据权利要求1所述的矿用温度传感器，其特征在于:所述的通讯接口电路选用CAN通讯方式、光耦隔离的串行通讯方式、光耦隔离的频率输出方式。
【文档编号】G01K7/00GK103542951SQ201210245318
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2012年7月17日
【发明者】王丽娟, 王百金 申请人:长春工业大学