热电偶温度信号测量装置及测量方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及一种热电偶温度信号测量装置及测量方法。
[0002]【背景技术】:
目前使用的热电偶温度采集装置，灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器，也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。
[0003]早期人们以人的器官感觉出发，凭感觉到的或接触到的冷热程度区别温度的高低。这样得出的结果往往不可靠、不准确。研究表明，几乎所有物质的性质都与温度有关，例如尺寸、体积、密度、硬度、弹性横量、破坏性强度、电导率、导磁率、光辐射强度等，利用这些性质及其随温度变化规律可进行温度测量。也就是说，温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
[0004]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种热电偶温度信号测量装置及测量方法上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种热电偶温度信号测量装置，其组成包括:框架本体，所述的框架本体包括热电偶温度电路系统、通信电路系统、转换器、A/D控制器，所述的通信电路系统包括复位电路器、管理通信器、译码电路器、一组芯片，所述的热电偶温度电路系统分别与通信电路系统连接、A/D控制器连接，所述的通信电路系统与所述的转换器连接，所述的转换器与主站连接。
[0005]所述的热电偶温度信号测量装置，所述的一组芯片与所述的译码电路器连接，所述的译码电路器与所述的管理通信器连接，所述的管理通信器与所述的复位电路器。
[0006]一种利用以上的热电偶温度信号测量装置进行测量的方法，该方法包括如下步骤:首先是通过所述的热电偶温度电路系统将温度信号转换成12位数字量，温度分辨力为
0.25度，所述的热电偶温度电路系统内部含有热电偶断线检测电路，冷端补偿温度，热电偶采集数据程序将数据输入、输出处理；
通过所述的A/D控制器转换，查表线性、温度补偿及数字化输出接口，所述的一组芯片通过热电偶串行模数完成信号放大，冷端补偿线性化，串行数字输出；引脚从高电平变为低电平时，停止任何信号转换，在时钟的作用下，通过引脚向外输出已转化的数据，将低电平变为高电平时，所述的通信电路系统连接进行新的转换，在引脚高电平变为低电平时，第一个字节出现在引脚上，一个完整的数据读过程需要16个时钟周期，数据读取是在下降的沿完成，所述的一组芯片转换速度是0.17秒至0.22秒之间；
热电偶数据采集程序既输入输出处理，不断的循环，由应用程序不停的刷新输入缓冲区中的数字，保障所有输入的数字是最新的，同时，在接收到主站传送的不同输出不同数据会产生标志位，应用程序输入诊断信息并请求更新，主站可以通过所述的转换器的连接进行非循环数据传送。
[0007]有益效果:
1.本发明采用了所述的热电偶温度信号测量采样芯片，包括热电偶温度电路系统、通信电路系统、转换器、A/D控制器，所述的通信电路系统包括复位电路器、管理通信器、译码电路器、一组芯片，解决了热电偶温度测量本身的非线性与冷端补偿的问题，提高了测量精度。
[0008]本发明的热电偶温度电路系统分别与通信电路系统连接、A/D控制器连接，所述的通信电路系统与所述的转换器连接，采用了一组集成芯片具有信号采样、处理、分析、调节功能。
[0009]本发明的通信电路系统与所述的转换器连接，所述的转换器与主站连接，这种连接方式，采用现场总线，底层设备级传递，数字化通信，任何一个系统工作状态都不会影响整个系统的运行，降低了工作风险。
[0010]本发明的结构连接方式适合系统扩展方便，可挂接其他现场设备，进行检测、运算和控制，可以通过主站监控信息上网，使监督管理部门和决策部门随时了解生产现场的各种情况，并加以调度，提高信息反馈速度和准确性，可实现分散控制，集中监控。
[0011]本发明通过所述的A/D控制器转换，查表线性、温度补偿及数字化输出接口，所述的一组芯片通过热电偶串行模数完成信号放大，冷端补偿线性化，串行数字输出，一个完整的数据读过程需要16个时钟周期，数据读取是在下降的沿完成，所述的一组芯片转换速度是0.17秒至0.22秒之间，比一般的A/D转换芯片所需时间要长的多。
[0012]本发明采用热电偶数据采集程序既输入输出处理，不断的循环，由应用程序不停的刷新输入缓冲区中的数字，保障所有输入的数字是最新的，同时，在接收到主站传送的不同输出不同数据会产生标志位，应用程序输入诊断信息并请求更新，采用硬件中断的方式来满足实时性要求。
[0013]本发明的热电偶测量精度高，热响应时间快，因为直接与被测对象接触，所以不受中间介质的影响，测量范围广，可连续测量，使用寿命长。
[0014]本发明的热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，机械强度高，耐压性
能好，采用压簧式感温元件，抗震性能好，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便，结构制造简单，便于装配和更换，使用方便。
[0015]【附图说明】:
附图1是本发明的结构示意图。
[0016]附图2是本发明的试验结果与标准热电势曲线对比图。
[0017]【具体实施方式】:
实施例1:
一种热电偶温度信号测量装置，其组成包括:框架本体1，所述的框架本体包括热电偶温度电路系统2、通信电路系统3、转换器4、A/D控制器10，所述的通信电路系统包括复位电路器6、管理通信器9、译码电路器8、一组芯片7，所述的热电偶温度电路系统分别与通信电路系统连接、A/D控制器连接，所述的通信电