专利名称：双余度数字式温度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能传感器技术领域，尤其是涉及一种双余度数字式温度传感器。
背景技术：
近年来，我国工业现代化的进程和电子信息产业连续的高速增长，带动了传感器市场的快速上升。温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40%以上。温度传感器用途十分广阔，可用作温度测量与控制、温度补偿、流速、流量和风速测定、液位指示、温度测量、紫外光和红外光测量、微波功率测量等而被广泛的应用于彩电、电脑彩色显示器、切换式电源、热水器、电冰箱、厨房设备、空调、汽车等领域。近年来汽车电子、消费电子行业的快速增长带动了我国温度传感器需求的快速增长。温度传感器作为获取信息的重要工具，位于信息系统的最前端，其特性的好坏、输出信息的可靠性对整个系统质量至关重要。一些大型数字控制系统，如航空领域中的飞行控制系统，系统的传感器输出信号多大30多路，如果还是采用现有技术 中常用的模拟式传感器，中央处理器将花费50% 70%的资源消耗在对模拟信号的数据处理、余度管理和故障诊断上，将大大削弱数字控制系统的优势。而且，现有技术中的温度传感器，只能对被测系统进行单一测量，由于测量的重要性、安全性及可靠性要求，通常要求同一个测温点就需要安装两个温度传感器来保证，当一个温度传感器出现故障时，另一个能够正常工作，由于两个温度传感器存在性能上的差异，以及由于安装在测量系统中的位置不同，结果给测量带来系统性的误差，并且在安装空间上要求比较大。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双余度数字式温度传感器，其结构紧凑，设计新颖合理，安装使用简单，实时性能好，线性度高，测温精度高，测温范围宽，实用性强，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种双余度数字式温度传感器，其特征在于:包括敏感元件壳体和与敏感元件壳体固定连接的数据处理电路板壳体，所述敏感元件壳体上设置有主液体通道以及均与所述主液体通道相连通的第一分支液体通道和第二分支液体通道，所述敏感元件壳体内设置有第一分支液体通道的一侧设置有第一敏感元件安装腔体，所述敏感元件壳体内设置有第二分支液体通道的一侧设置有第二敏感元件安装腔体,所述第一敏感元件安装腔体内安装有第一温度敏感元件,所述第二敏感元件安装腔体内安装有第二温度敏感元件；所述数据处理电路板壳体内设置有数据处理电路板，所述数据处理电路板上集成有温度数据处理电路，所述温度数据处理电路包括信号调理电路模块和微处理器模块，以及为调理电路模块和微处理器模块供电的电源模块，所述信号调理电路模块由与所述第一温度敏感元件相接的第一放大电路模块和与所述第二温度敏感元件相接的第二放大电路模块，以及与所述第一放大电路模块和第二放大电路模块均相接的A/D转换电路模块组成，所述A/D转换电路模块与所述微处理器模块相接；所述数据处理电路板壳体上连接有电源及输出信号接插件，所述电源模块和微处理器模块均与所述电源及输出信号接插件相接。上述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述第一温度敏感元件安装在所述第一敏感元件安装腔体内靠近所述第一分支液体通道的一侧，所述第一敏感元件安装腔体内靠近所述数据处理电路板壳体的一侧设置有第一陶瓷隔热层；所述第二温度敏感元件安装在所述第二敏感元件安装腔体内靠近所述第二分支液体通道的一侧，所述第二敏感元件安装腔体内靠近所述数据处理电路板壳体的一侧设置有第二陶瓷隔热层。上述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述数据处理电路板壳体内设置有数据处理电路板固定座，所述数据处理电路板固定安装在所述数据处理电路板固定座上。上述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述第一温度敏感元件和第二温度敏感元件均为钼铑热电偶。上述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述微处理器模块为MSP430系列单片机。上述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述微处理器模块为单片机MSP430F149。本实用新型与现有技术相比具有以下优点:1、本实用新型结构紧凑，设计新颖合理，加工制造方便，机械性能好，耐振，抗冲击。
2、本实用新型体积小，重量轻，重量小于250g，安装使用简单，内部无空气隙，热惯性小，测量滞后小。3、本实用新型采用MSP430系列单片机进行温度数据处理，数据处理速度快，实时性能好，数据处理能力强，输出采用数字信号取代了现有技术中常用的电压信号或电流信号，提高了信号传输的可靠性及抗干扰能力。4、本实用新型由于设置有微处理器模块，因此能够自己管理自己，它所检测到的信号能够以数字量形式与测控系统中的中央处理器进行信息通信与传递，便于减轻测控系统中中央处理器的数据处理任务。5、本实用新型通过设置两路温度敏感元件，通过微处理器模块对两路信号进行对t匕，具有了故障自检测的功能，能够对温度漂移和精度下降作自我的检测，而且具有了双余度的温度保险，能对检测到的温度信号进行调节和修正，保障温度传感器的检测数据能够实时的输出，能够很好地满足实际使用的需求。6、本实用新型的线性度高，测温精度高，测温精度可达1%，测温范围宽，测温范围可达-200°C 1300°C。7、本实用新型的实用性强，使用寿命长，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本实用新型结构紧凑，设计新颖合理，安装使用简单，实时性能好，线性度高，测温精度高，测温范围宽，实用性强，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型温度数据处理电路的电路原理框图。附图标记说明:I 一敏感元件壳体；2—数据处理电路板壳体； 3—主液体通道；4一第一分支液体通道；5—第二分支液体通道；6—第一温度敏感元件；7—第二温度敏感元件；8—数据处理电路板； 9 一电源模块；10一微处理器模块； 11一第一放大电路模块；12—第二放大电路模块；13 — A/D转换电路模块；14一电源及输出信号接插件； 15—第一陶瓷隔热层；16—第二陶瓷隔热层；17—数据处理电路板固定座。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型包括敏感元件壳体I和与敏感元件壳体I固定连接的数据处理电路板壳体2，所述敏感元件壳体I上设置有主液体通道3以及均与所述主液体通道3相连通的第一分支液体通道4和第二分支液体通道5，所述敏感元件壳体I内设置有第一分支液体通道4的一侧设置有第一敏感元件安装腔体，所述敏感元件壳体I内设置有第二分支液体通道5的一侧设置有第二敏感元件安装腔体，所述第一敏感元件安装腔体内安装有第一温度敏感元件6，所述第二敏感元件安装腔体内安装有第二温度敏感元件7 ；所述数据处理电路板壳体2内设置有数据处理电路板8，所述数据处理电路板8上集成有温度数据处理电路，所述温度数据处理电路包括信号调理电路模块和微处理器模块10，以及为调理电路模块和微处理器模块10供电的电源模块9，所述信号调理电路模块由与所述第一温度敏感元件6相接的第一放大电路模块11和与所述第二温度敏感元件7相接的第二放大电路模块12，以及与所述第一放大电路模块11和第二放大电路模块12均相接的A/D转换电路模块13组成，所述A/D转换电路模块13与所述微处理器模块10相接；所述数据处理电路板壳体2上连接有电源及输出信号接插件14，所述电源模块9和微处理器模块10均与所述电源及输出信号接插件14相接。具体地，所述电源及输出信号接插件14内设置有正极电源线插针、负极电源线插针和信号输出线插针。 如图1所示，本实施例中，所述第一温度敏感元件6安装在所述第一敏感元件安装腔体内靠近所述第一分支液体通道4的一侧，所述第一敏感元件安装腔体内靠近所述数据处理电路板壳体2的一侧设置有第一陶瓷隔热层15 ;所述第二温度敏感元件7安装在所述第二敏感元件安装腔体内靠近所述第二分支液体通道5的一侧，所述第二敏感元件安装腔体内靠近所述数据处理电路板壳体2的一侧设置有第二陶瓷隔热层16。第一陶瓷隔热层15和第二陶瓷隔热层16主要是防止高温度对第一温度敏感元件6、第二温度敏感元件7和温度数据处理电路中各电路模块的高温影响，有助于提高温度传感器的检测精度。
如图1所示，本实施例中，所述数据处理电路板壳体2内设置有数据处理电路板固定座17，所述数据处理电路板8固定安装在所述数据处理电路板固定座17上。本实施例中，所述第一温度敏感元件6和第二温度敏感元件7均为钼铑热电偶。所述微处理器模块10为MSP430系列单片机。所述微处理器模块10为单片机MSP430F149。[0034]本实用新型主要用于对液体进行温度检测，当液体从主液体通道3流入第一分支液体通道4和第二分支液体通道5后，第一温度敏感元件6和第二温度敏感元件7同时对液体温度进行检测并将检测到的温度信号转换为电信号输出，第一放大电路模块11对第一温度敏感元件6输出的信号进行放大后输出给A/D转换电路模块13，第二放大电路模块12对第二温度敏感元件7输出的信号进行放大后输出给A/D转换电路模块13，A/D转换电路模块13对第一放大电路模块11和第二放大电路模块12进行A/D转换后输出给微处理器模块10，微处理器模块10对其接收到的两路信号进行温度补偿、双通道残差分析等分析处理，在两路信号都正常的状况下，给出两路信号的输出判别和融合结果，当两路信号相差超过10%时，说明其中一路输出有故障，判断故障信号是否真实并输出故障信号，提醒工作人员进行检修，提高了温度测量任务的可靠性。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技 术方案的保护范围内。
权利要求1.一种双余度数字式温度传感器，其特征在于:包括敏感元件壳体(I)和与敏感元件壳体(I)固定连接的数据处理电路板壳体(2)，所述敏感元件壳体(I)上设置有主液体通道(3)以及均与所述主液体通道(3)相连通的第一分支液体通道(4)和第二分支液体通道(5)，所述敏感元件壳体(I)内设置有第一分支液体通道(4)的一侧设置有第一敏感元件安装腔体，所述敏感元件壳体(I)内设置有第二分支液体通道(5)的一侧设置有第二敏感元件安装腔体，所述第一敏感元件安装腔体内安装有第一温度敏感元件(6 )，所述第二敏感元件安装腔体内安装有第二温度敏感元件(7);所述数据处理电路板壳体(2)内设置有数据处理电路板(8)，所述数据处理电路板(8)上集成有温度数据处理电路，所述温度数据处理电路包括信号调理电路模块和微处理器模块(10)，以及为调理电路模块和微处理器模块(10)供电的电源模块(9)，所述信号调理电路模块由与所述第一温度敏感元件(6)相接的第一放大电路模块(11)和与所述第二温度敏感元件(7)相接的第二放大电路模块(12)，以及与所述第一放大电路模块(11)和第二放大电路模块(12)均相接的A/D转换电路模块(13 )组成，所述A/D转换电路模块(13 )与所述微处理器模块(10 )相接；所述数据处理电路板壳体(2 )上连接有电源及输出信号接插件(14 )，所述电源模块(9 )和微处理器模块(10 )均与所述电源及输出信号接插件(14 )相接。
2.按照权利要求1所述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述第一温度敏感元件(6)安装在所述第一敏感元件安装腔体内靠近所述第一分支液体通道(4)的一侧，所述第一敏感元件安装腔体内靠近所述数据处理电路板壳体(2)的一侧设置有第一陶瓷隔热层(15);所述第二温度敏感元件(7)安装在所述第二敏感元件安装腔体内靠近所述第二分支液体通道(5)的一侧，所述第二敏感元件安装腔体内靠近所述数据处理电路板壳体(2)的一侧设置有第二陶瓷隔热层(16)。
3.按照权利要求1所述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述数据处理电路板壳体(2)内设置有数据 处理电路板固定座(17)，所述数据处理电路板(8)固定安装在所述数据处理电路板固定座(17)上。
4.按照权利要求1所述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述第一温度敏感元件(6)和第二温度敏感元件(7)均为钼铑热电偶。
5.按照权利要求1所述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述微处理器模块(10)为MSP430系列单片机。
6.按照权利要求5所述的双余度数字式温度传感器，其特征在于:所述微处理器模块(10)为单片机 MSP430F149。
专利摘要本实用新型公开了一种双余度数字式温度传感器，包括敏感元件壳体和数据处理电路板壳体，敏感元件壳体上设置有主液体通道、第一分支液体通道和第二分支液体通道，敏感元件壳体内设置有第一敏感元件安装腔体、第二敏感元件安装腔体、第一温度敏感元件和第二温度敏感元件；数据处理电路板壳体内设置有数据处理电路板，数据处理电路板上集成有温度数据处理电路，温度数据处理电路包括信号调理电路模块、微处理器模块和电源模块，信号调理电路模块由第一放大电路模块、第二放大电路模块和A/D转换电路模块组成；数据处理电路板壳体上连接有电源及输出信号接插件。本实用新型设计合理，线性度高，测温精度高，测温范围宽，实用性强，便于推广使用。
文档编号G01K7/04GK203132724SQ201320052498
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者高涛, 冯兴乐, 程飞, 翟娟红, 马瑞涛 申请人:长安大学