专利名称：一种机电一体化温度数据采集单元的制作方法
技术领域：
一种机电一体化温度数据采集单元，它用于各种由计算机进行监测与控制的机电设备与系统，特别适合于在已部分实现机电一体化的系统中(如象石油、化工等系统)，用做温度数据的采集。
由于温度往往是石油加工、化工生产以及食品加工等工业生产中的重要参数，因此温度数据的采集就显得十分重要。过去有些系统的温度数据是采用普通温度计或温度仪表进行人工读数。随着当代计算机技术和电力电子技术的发展，各种设备都在向自动化、智能化的方向发展。自从七十年化提出机电一体化的概念以来，机电一体化的观点已被普遍接受，而且它所依赖的计算机技术和电力电子技术的发展，已使得机电一体化技术有实施的可能。但由于作为机电一体化中的机与电之间的媒介“结”还没有形成，因而机电一体化技术在很大程度上还停留在概念阶段，没有广泛实施。
现在在计算机监控设备以及机电一体化的系统设备中，作为设备中的温度数据采集部分，所采用的多是一些自动化温度仪表。而这些仪表还中沿用过去的仪表方式，每个仪表除有温度敏感元件和模／数转换电路外，都有一套进行自身控制、误差调整补偿以及进行数据传输的复杂电子线路，因此它有以下缺点1、结构复杂，成本高。由于每个仪表都要有自身的一套进行自身控制、误差调整补偿以及进行数据传输的复杂电子线路，使仪表的成本增加。
2、调整及维护工作量大。由于这样的仪表采用自身加装误差调整补偿电路，它是通过硬件在模拟量阶段就进行误差的调整补偿，因此每个仪表都要进行人工调整，有的还必须在现场环境中调整。同时，由于增加了大量的模拟电路，使使用中的漂移增大，必须进行定期维护，造成工作量增加。
3、不易标准化，生产批量小，成本高。由于使用的环境范围很宽，要求各不相同，因此多为按专门要求订做的形式生产，生产品种多批量小，生产成本高。
4、控制室复杂。由于每个测量仪表都要有信号电缆与控制室中的控制计算机相连，在系统测量控制参数很多的情况下，电缆很多，电缆的排放，检修和调整都很困难。
本实用新型的目的就是为克服上述缺点而发明一种机电一体化的温度数据采集单元。
本实用新型的组成如附
图1所示，它有温度敏感元件(1)，模／数转换适配模块(2)，其特征在于有与中央控制计算机通过串行通讯接口相连的工业控制介面(3)，温度敏感元件(1)装于需测温度的位置处，模／数转换适配模块(2)插于工业控制介面的一个插槽中，并使工业控制介面就近放置于被控设备旁。
本实用新型采用标准的工业控制介面(RTU)(3)放置于被控设备近旁，在一个RTU中，有多个插槽，除可插本实用新型中的模／数转换适配模块(2)外，还可以插入其它的如象用做模拟量输出的数／模转换模块，用做开关量或脉冲量输入输出的I／O模块等。在一个RTU中也可以插不止一个模／数转换适配模块(2)，以用于多模拟量的输入。用于测量的温度敏感元件(1)是标准化的，装于需进行测量处，通过连线与插在RTU中的模／数转换适配模块(2)相连，温度敏感元件(1)产生的模拟量信号经模／数转换适配模块(2)转换后，在RTU(3)的控制下，当控制计算机需要时送出。本发明摆脱了原仪表的框框，采用机电一体化的形式，只用一个温度敏感元件(1)和一个模／数转换适配模块(2)就完成了温度数据的采集工作。对于温度敏感元件(1)的误差调整，采用软件修正的办法，每个温度敏感元件(1)的特征曲线参数都事先存入控制计算机的数据库中，修正简单，可以一次就把零点、灵敏度和非线性误差都修正掉，而且省去了进行自身控制、误差调整补偿的电路，既简化了电路结构，降低成本，也减少了人工进行调整的工作量。由于RTU是可以与别的测量或控制点共享的，数据的传输由它通过串行通讯的方式进行，固此不用每一个测热点配一个数据传输电路。RTU就近放置于被控制设备近旁，它与控制计算机只是通过一根串行电缆相连，简化了控制室安排。由于温度敏感元件(1)、模／数转换适配模块(2)和RTU(3)都已经是标准化的，由专业化工厂生产，性能稳定，成本十分低廉，在本实用新型中只是一种组合。在使用过程中，基本没有漂移问题。就是温度敏感元件(1)的特征曲线参数值的获取也可以通过由计算机控制的自动测量实现。例如，可以采用相同的RTU和控制计算机，通过使温度敏感元件处于一系列标准温度值状态，读出需用的读数，对得到的结果进行回归处理(如最小二乘法拟合等)，就可以得到特征曲线参数。这样的调整方法比自动仪表的人工调整简单容易得多。通常此顶工作已经在出产前的生产测试过程中完成。在生产测试老化期就进行＞1000小时的老化测试，无需再作现场调整。既使在长期使用后，考虑可能出现的漂移，该方法也可以在现场很方使地进行。
本实用新型由于采用简单的温度敏感元件(1)、模／数转换适配模块(2)和可共用的RTU(3)组合，组成了机电一体化的温度数据采集单元。而使用有多个插槽可与其它测点共用的标准RTU与控制计算机相连，可与其它测量与控制节点有机的连在一起，实现机电一体化的目标。结构简单，成本低。
本实用新型中的温度敏感元件可以是标准温度器件(ANALOGDEVIES)也可以是半导体器件，还可以是热电偶本实用新型中的模数转换适配模块(2)可以是如附图2所示的形式。它由A／D转换芯片ADC0809和控制芯片8031以及其它辅助逻辑芯片组成。0809完成由温度传感器输入的模拟量信号的模／数变换，而用0831对0809进行控制，该模块用TPμP－16标准插头插入RTU插槽中。
权利要求1.一种机电一体化温度数据采集单元，它有温度敏感元件(1)，模/数转换适配模块(2)，其特征在于有与中央控制计算机通过串行通讯接口相连的工业控制介面(3)，温度敏感元件(1)装于需测温度的位置处，模/数转换适配模块(2)插于工业控制介面的一个插槽中，并使工控制介面就近被放置于被控设备旁。
专利摘要一种机电一体化温度数据采集单元。它可用于各种由通用计算机进行监测与控制的机电设备，特别适用于已部分实现机电一体化的设备中。它由温度敏感元件、模/数转换适配模块和可以共用的工业控制介面(RTU)组成。通过RTU直接把数据传入控制计算机系统，省去了现在自动化仪表中的自身控制、误差调整补偿以及数据传输部分，既降低了成本，减少了调整的工作量，而且还便于机电一体化的实施，使整结构紧凑可靠。
文档编号G06F3/05GK2056262SQ8921717
公开日1990年4月18日 申请日期1989年9月27日 优先权日1989年9月27日
发明者石行, 尤装 申请人:北京市西城新开通用试验厂