一种带冷温补偿的炉温仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测温工具，更具体地说，它涉及一种带冷温补偿的炉温仪。
【背景技术】
[0002]电子、喷涂、玻璃、钢铁、太阳能烧结炉、汽车整车喷涂、铝、达克罗等工艺中，炉内温度的曲线变化关系着其加工后产品的品质成效，以往的测温方式是运用比炉子还长的热电偶线来做温度量测功能(称为放风筝式或钓鱼式量测)，不仅操作麻烦，同时成本也较高。有鉴于此，炉温跟踪仪以随量测物进入炉内的测温方式，精确快速取得并记录监控炉内温度变化情形，使用者可籍由量测数据、调整、监控炉内各区间温度，进而达到炉子温度环境的最佳控制。
[0003]目前，市场上比较常见的炉温仪，一般包括一组8个或者一组16个设置于炉内不同测试点的热电偶，将其反馈的模拟信号通过一个信号采集模块转化为数字信号，然后输入到信号处理芯片中进行信号处理，然后再显示模块中进行输出，这样使用者就可以非常直观地了解到炉内各个测试点的温度参数，然后进行对应操作。
[0004]申请号为20112046039.X的实用新型专利公开了一种炉温在线测试装置，其包括安装在炉内各个测试点的一组热电偶，然后通过热电偶连接数模转换器，将采集的模拟信号转化成数字信号输出到发射模块，然后通过接收模块接收发射该信号至单片机中，该单片机可以是STM8S105K4或STM32F103R8等，实现数据显示等功能。通过热电偶的冷端补偿计算方法，获得对应的温度数据。
[0005]但是由于安装不当使热电偶的冷端距离炉体较近，或者其他热介质影响冷端温度，可能会导致测量数据的误差，所以需要一种补偿电路提供冷端的温度数据。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术存在热电偶的冷端容易由室温影响产生误差不足，本实用新型的目的在于提供一种带冷温补偿的炉温仪。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:一种带冷温补偿的炉温仪，包括设置于不同测试点的16个热电偶组成的温度采集模块、模数转换模块和单片机，所述温度采集模块包括16个测量信号输出端和16个补偿信号输出端，还包括与热电偶的冷端位置设置相同的冷端补偿模块，其包括数字温度传感器，其电源端接电源高电平，其地端接地；其三个地址选择端相互耦接于同一地端；其串行数据总线端与电源高电平之间设有第一保护电阻；其串行时钟总线端与电源高电平之间还设有第二保护电阻；其电源端和地端之间还设有保护电容；其串行时钟总线端和串行数据总线端与单片机的接收管脚耦接。
[0008]本实用新型可以进一步设置为:所述温度采集模块和模数转换模块之间还耦接有一模拟信号选通模块；所述模拟信号选通模块包括单路16通道模拟多路复用器，其16个模拟信号输入端与所述16个测量信号输出端耦接；所述模数转换模块仅设置一个模数转换器，所述模数转换器的一输入端耦接于所述单路16通道模拟多路复用器的唯一输出端；其一输出端接于单片机。
[0009]本实用新型可以进一步设置为:所述单路16通道模拟多路复用器的电源端耦接于电源电平，其和地端之间还耦接有一稳压电容。
[0010]作为优选的，所述单路16通道模拟多路复用器型号选为⑶4067B。
[0011]作为优选的，所述模数转换器型号选为AD7793。
[0012]本实用新型可以进一步设置为:所述16个补偿信号输出端耦接于一个补偿节点，所述补偿节点和地端之间串联有第一补偿分压电阻和第二补偿分压电阻。
[0013]本实用新型可以进一步设置为:所述第一补偿分压电阻和第二补偿分压电阻之间形成的节点接于所述AD7793的AINl负输入端，所述单路16通道模拟多路复用器的输出端接于所述AD7793的AINl正输入端。
[0014]作为优选的，所述数字温度传感器型号选为ADT75。
[0015]相比于现有技术，本实用新型产生了如下有益效果:通过设置冷端补偿模块，可以将冷端的温度信号转换为数字信号供单片机进行补偿运算，由于冷端补偿模块本身集成了将模拟量转换为数字量的功能，所以不易受室温或者炉温的影响，保证了炉温仪温度数据的可靠性。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例的冷端补偿模块；
[0017]图2为ADT75内部结构原理图；
[0018]图3为本实用新型实施例的温度采集模块；
[0019]图4为本实用新型实施例的模拟信号选通模块；
[0020]图5为本实用新型实施例的模数转换模块；
[0021]附图标记说明:1、冷端补偿模块；2、温度采集模块；3、模拟信号选通模块；4、模数转换模块。
【具体实施方式】
[0022]参照附图1至5对本实用新型实施例做进一步详细说明。
[0023]如图3所示，一种带冷温补偿的炉温仪，包括设置于不同测试点的16个热电偶组成的温度采集模块1、模数转换模块3和单片机，热电偶型号选为任意一种多点热电偶，温度采集模块I包括16个测量信号输出端(T_l至Τ_16)，还包括与热电偶的冷端位置设置相同的冷端补偿模块1，其包括数字温度传感器U1，其电源端接电源高电平，其地端接地；其三个地址选择端相互耦接于同一地端；其串行数据总线端SDA与电源高电平之间设有第一保护电阻R6，其阻值优选为10千欧，其串行时钟总线端SCL与电源高电平之间还设有第二保护电阻R7，其阻值优选为10千欧；其电源端和地端之间还设有保护电容C17，其容量优选为0.17uF ;其串行时钟总线端SCL和串行数据总线端SDA与单片机的接收管脚耦接。还包括如图1和图2所示的冷端补偿模块I其芯片选为ADT75，ADT75是ADI公司生产的集温度传感器、12位A/D转换器、可编程的温度过限报警器和SMBus/I2C总线接口于一体的新型数字温度传感器Ul。ADT75包含6个寄存器:1个地址指针寄存器，4个数据寄存器和I个单步模式寄存器。数据寄存器中，配置寄存器是唯一的8位寄存器，其他3个都是16位；温度值寄存器是唯一的只读寄存器，其他3个都是可读写的。单步模式寄存器也是可读写的。上电后，地址指针寄存器的初始值为0x00，指针指向温度值寄存器。ADT75的寄存器描述如下所列。其额定工作温度范围为-55?125°C，能准确、灵敏地检测数字化温度，温度误差最大为± I °C，测温分辨率可达0.0625°C;工作电压范围为3?5.5V，3.3V时典型的功耗为79 μ W，在关断模式下其典型工作电流值仅为3 μ Ao通过冷端补偿芯片传回的冷端补偿数据，可作为热电偶补偿端的参照，可校准热电偶的误差。ADT75的工作过程为:片上的温度传感器采集温度后，产生一个与绝对温度成比例的精确电压，并与内部参考电压进行比较；然后输入到精确的数字式调节器中，转换为有效精度为12位的数据。将该数据与限定值比较，如果测量值超限，则0S/ALERT引脚输出超限信息。在正常模式下，温度转换需要60ms，然后模拟转换电路自动关闭，40ms后模拟电路上电，开始下一个温度值的转换。所以一次温度转换周期为100m。三个地址选择端分别对应，地址指针寄存器该8位只读寄存器存放指向某个数据寄存器的地址，可以选择单步模式。PO位和Pl位选择要读/写数据的数据寄存器，向A0、A1和A2位中写入0x04来选择单步模式。地址指针寄存器