一种小体积高精度测温模块的制作方法

本发明涉及一种小体积高精度测温模块。

背景技术：

目前，宽温范围的温度测量设备通常是热电阻测量仪表，其温度传感器通常是铂电阻，铂电阻的阻值会随温度变化的温度检测器件，它的阻值跟温度的变化成正比，随温度的上升而匀速增长，因两线制测铂电阻阻值的精度差，热电阻测量仪表常采用三线制测量方法，如图1所示，r△为铂电阻阻值，ra、rb、rc为与铂电阻相连的三根导线的阻值，r1、r2、r3、r4构成电桥。ue为电源电压，通过检测uo的电压值，能够计算出铂电阻r△的阻值，进而解算出环境温度。

但是，三线制测量方法的热电阻测量仪表要消除导线ra、rb、rc对测量结果的影响，需要三两根导线的阻值以及在受环境影响发生的变化量都完全一致，即要求三根导线采用同规格同材质同长度的导线，且避免线缆中间存在节头或连接器。这大大限制了热电阻测量仪表的测温精度，以及应用环境。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种小体积高精度测温模块，该小体积高精度测温模块通过

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种小体积高精度测温模块；由腔体、盖板、快锁型连接器、第一印制板组件、穿墙线缆和第二印制板组件构成，第一印制板组件和第二印制板组件通过螺钉固定在腔体内的不同腔内，第一印制板组件和第二印制板组件之间通过穿墙线缆进行电气连接；第一印制板组件通过快锁型连接器供电和提供测温电压值输出；快锁型连接器通过锁紧螺母固定在腔体上；盖板通过螺钉固定在腔体顶部，防止外部多余物进入测温模块内；腔体四周分布有四个安装孔。

所述第一印制板组件由emi滤波电路、dc/dc电路、电压调理电路和驱动电路组成，emi滤波电路将快锁型连接器送入的电源进行滤波，然后送入dc/dc电路进行电压变换供电压调理电路和驱动电路工作使用。

所述腔体的外壁上开有阵列孔。

所述第二印制板组件上仅安装有温度传感器。

所述emi滤波电路还通过穿墙线缆给温度传感器供电，温度传感器通过穿墙线缆将温度-电流信号送至电压调理电路进行电压转换，然后经驱动电路进行隔离驱动，再由快锁型连接器送出。

所述温度传感器采用ad590。

所述emi滤波电路中连接有共模电感l1，共模电感l腔体前级并联电容c11和电容c12，共模电感l腔体后级并联电容c13和电容c14。

所述dc/dc电路分为三部分，分别为电源集成芯片e1电路、电源集成芯片e2电路、电源集成芯片e3电路，电源集成芯片e1电路将滤波后的+24v转换为+5v，电源集成芯片e2电路再将+5v转换为-5v供温度传感器工作；电源集成芯片e3电路将+24v转换为+5v基准电压供电压调理电路使用。

本发明的有益效果在于：采用在腔体壁上开阵列孔的方式，增加空气流动，测温模块输出的温度-电压信号能够快速的随着环境温度的变化而时时变化；将温度传感器单独安装于独立的空间内，能够有效隔绝其它器件发热对温度传感器的影响，实现测温精度优于±1℃；使用emi电路提高电磁兼容性，确保测温模块能够满足电磁兼容性要求；使用电压调理电路，调整测温电压值和电压范围。实现-40℃～+85℃环境温度范围内，输出电压0v～23.7v内连续可调；测温模块能够通过腔体四周的安装孔灵活安装在被测温物体周围；可安装于设备仓、机箱、电子仪器等大、中、小型设备箱内，用于温度检测；具有高测温精度、一致性好，批量生产时，可做到免调试，大大降低人工成本及时间成本，体积小、便于安装使用，输出的温度-电压信号的幅值、斜率可调、驱动能力强，可供设备温度控制系统芯片如plc、单片机等直接使用。

附图说明

图1是现有技术的电路连接示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图2的侧视图；

图4是本发明中emi滤波电路的连接示意图；

图5是本发明中dc/dc电路连接示意图；

图6是本发明中电压调理电路连接示意图；

图7是本发明中驱动电路连接示意图。

图中：1-腔体，2-盖板，3-快锁型连接器，4-第一印制板组件，5-穿墙线缆，6-第二印制板组件，7-emi滤波电路，8-dc/dc电路，9-电压调理电路，10-驱动电路，11-温度传感器。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图2、图3所示本发明由腔体1、盖板2、快锁型连接器3、第一印制板组件4、穿墙线缆5和第二印制板组件6构成。

第一印制板组件4和第二印制板组件6通过螺钉固定在腔体1内的不同腔内，第一印制板组件4和第二印制板组件6之间通过穿墙线缆5进行电气连接。第一印制板组件4通过快锁型连接器3供电和提供测温电压值输出。快锁型连接器3通过锁紧螺母固定在腔体1上。盖板2通过螺钉固定在腔体顶部，防止外部多余物进入测温模块内。测温模块通过腔体1四周的四个安装孔固定在被测温物体附近。

具体的，第一印制板组件4由emi滤波电路7、dc/dc电路8、电压调理电路9和驱动电路10组成。第二印制板组件6上只安装温度传感器11。

emi滤波电路7将快锁型连接器3送入的电源进行滤波，然后送入dc/dc电路8进行电压变换供电压调理电路9和驱动电路10工作使用，同时通过穿墙线缆5送给第二印制板组件6上的温度传感器11使用。温度传感器11将感应到的温度-电流信号通过穿墙线缆5送至电压调理电路9进行电压转换，然后经驱动电路10进行隔离驱动，再由快锁型连接器3送出测温模块外。

在腔体1壁上开阵列孔，增加空气流动：腔体1内分两个不同的腔，将温度传感器11安放在其中一个腔内，其它的电子元器件安装在另一个腔内，减少发热元器件对温度传感器11的影响，而外部气流可通过腔体1四周的阵列孔与温度传感器11进行热交换，使得温度传感器11能够快速感应环境温度的变化。

温度传感器11选用ad590，该器件能在-50℃～+150℃温度范围内，将所处环境的热力学温度转换为流经器件的电流。

如图4所示，emi滤波电路7由电容器c11～c14和共模电感l1组成。emi滤波电路7对将进入测温模块的电源电压+24v进行滤波。

如图5所示，dc/dc电路8中，电源集成芯片e1将滤波后的+24v转换为+5v，电源集成芯片e2再将+5v转换为-5v供温度传感器11工作。电源集成芯片e3将+24v转换为+5v基准电压供电压调理电路9使用。

电压调理电路9如图6所示，n1为温度传感器11，通过穿墙线缆5与电压调理电路9进行电气互联，n4b为通用运算放大器，电阻r1、r2为输出电压u_ck起始电压调节电阻，电阻r3、r4为输出电压u_ck随温度变化的斜率调节电阻，电阻r1、r3选用大阻值、高精度电阻器(阻值精度优于1％)将提高输出电压的一致性，降低电路调试时间；电阻r2、r4可选小阻值、一般精度电阻器，能降低成本，提高电路调试灵活性。

驱动电路10如图7所示。n4a为通用运算放大器，电容c5为滤波电容，电阻r13为消振电阻，驱动电路将电压调理电路9输出的电压信号u_ck提高驱动能力后送出。

由此，本发明：

1、独立腔体结构，腔体壁上开阵列孔，增加空气流动；

2、温度传感器单独安装于独立的空间内，隔绝其它器件发热对温度传感器的影响；

3、使用emi电路提高电磁兼容性；

4、使用电压调理电路，调整测温电压值和电压范围，保证输出的温度—电压转换比率可变，测温范围可变；

5、通过腔体四周的安装孔灵活安装在被测温物体周围，使用方便。