一种高稳定性的温度采集系统的制作方法

本实用新型涉及温度采集领域，尤其是涉及一种高稳定性的温度采集系统。

背景技术：

pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于工业过程温度参数的测量和控制，其通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成(由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器)，有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。

在实际使用时，pt100温度传感器会因为环境温度的影响以及线束的长度，而使得测量误差较大，从而影响后续的控制决策。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出了一种高稳定性的温度采集系统。

本实用新型的主要内容包括：

一种高稳定性的温度采集系统，包括数据采集卡、双排插接件、单排插接件以及整合模块和温度传感器，所述温度传感器通过所述单排插接件与所述整合模块连接，所述整合模块通过所述双排插接件与所述数据采集卡连接；所述整合模块包括稳压单元、运放单元、mos单元以及放大器单元，所述放大器单元包括放大器芯片，所述放大器芯片的型号为ina114，所述放大器芯片的引脚3和引脚2用于接入所述温度传感器，其引脚1和引脚8之间连接有增益电阻单元；所述mos单元通过校准电路与所述放大器芯片的引脚2连接。

优选的，所述稳压单元包括第一稳压电阻r13、稳压放大器u1、第二稳压电阻r14和稳压mos管q1；

所述运放单元包括第一运放放大器和第二运放放大器；所述mos单元包括第一mos管和第二mos管；

其中，所述第一稳压电阻r13的一端与所述双排插接件的引脚15连接，其另一端与所述稳压放大器u1的同相输入端连接，所述稳压放大器u1的正负极连接在12v电源之间；所述稳压放大器u1的反向输入端通过第一运放电阻与所述第一运放放大器的反向输入端连接，且所述稳压放大器u1的反向输入端通过第二运放电阻与所述第二运放放大器的反向输入端连接；所述稳压放大器u1的输出端通过所述第二稳压电阻r14与所述稳压mos管q1的基极连接，所述稳压mos管q1的发射极与第三稳压电阻r9的一端连接，所述第三稳压电阻r9的另一端通过第四稳压电阻r15接地，所述第三稳压电阻r9的另一端分别与第一运放电阻和第二运放电阻连接，所述第一运放电阻与所述第一运放放大器的同相输入端连接，所述第二运放电阻与第二运放放大器的同相输入端连接，所述稳压mos管q1的集电极连接有12v电源；

所述第一运放放大器的输出端通过第一输出电阻与所述第一mos管的基极连接，所述第一mos管的发射极与所述第一运放放大器的反向输入端连接，所述第一mos管的集电极与所述温度传感器的正引脚共同与所述放大器芯片的引脚3连接；

所述第二运放放大器的输出端通过第二输出电阻与所述第二mos管的基极连接，所述第二mos管的发射极与所述第二运放放大器的反向输入端连接，所述第二mos管的集电极与校准电路连接。

优选的，所述放大器芯片的引脚3与引脚2之间还设有rc滤波电路，所述滤波电路包括第一滤波支路和第二滤波支路，所述第一滤波支路包括串联在所述放大器芯片的引脚3与所述第一mos管的集电极之间的第一滤波电阻和第二滤波电阻；所述第二滤波支路包括串联在所述放大器芯片的引脚2与所述校准电路之间的第三滤波电阻和第四滤波电阻；所述第一滤波电阻和所述第二滤波电阻的线路上设置有第一连接点，所述第三滤波电阻和所述第四滤波电阻之间设置有第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点之间设置有并联的第一滤波电容和第二滤波电容。

优选的，所述校准电路包括串联的第一校准支路和第二校准支路，所述第一校准支路的一端与所述温度传感器的负极引脚连接，所述第二校准支路与所述第二mos管的集电极连接；所述第一校准支路包括并联的第一校准电阻和第二校准电阻，所述第二校准支路包括并联的第三校准电阻和第四校准电阻，所述第三校准电阻为可变电阻，其中间引脚与所述第四滤波电阻连接。

优选的，所述稳压放大器u1、第一运放放大器和第二运放放大器的型号为op177；所述稳压mos管q1的型号为c1815。

优选的，所述单排插接件为10针插接件，所述单排插接件的引脚5和引脚6、引脚2和引脚3分别一个所述温度传感器连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出了一种高稳定性的温度采集系统，通过整合模块使得信号由温度传感器传入后，电路电压电流稳定，抗干扰能力强，不受外部温度以及传输线缆长度的影响，从而保证了后续数据处理的准确性和精度。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为稳压单元的电路图；

图4为运放单元以及mos单元的电路图；

图5为放大器单元的电路图；

图6为单排插接件的示意图；

图7为双排插接件的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型所保护的技术方案做具体说明。

请参照图1至图7。本实用新型提出的一种高稳定性的温度采集系统，通过整合电路能够计算出温度传感器的真实采集数据，不受外部环境温度变化的影响，稳定性高。

如图1所示，本实用新型的温度采集系统包括数据采集卡、双排插接件、单排插接件以及整合模块和温度传感器，所述温度传感器通过所述单排插接件与所述整合模块连接，所述整合模块通过所述双排插接件与所述数据采集卡连接，在本实施例中，所述单排插接件能够同时支持两个温度传感器的接入，所述整合模块能够对两个温度传感器的数据进行分别处理；具体地，请结合图2，所述整合模块包括稳压单元、运放单元、mos单元以及放大器单元，其中，运放单元、mos单元和放大器单元的数量均为两个，即每个温度传感器接入一个放大器单元，而所述稳压单元的数量为一个，为运放单元、mos单元提供稳压源，经过所述运放单元和所述mos单元后生成稳定的电流分别流向所述放大器单元，使得放大器单元内部生成稳定的电压差，该电压差为温度传感器侧和校准电路侧的电压差，该电压差稳定不变，当所述温度传感器受外部环境或者线缆长度而使得采集的信号受到干扰时，但所述校准电路侧的电压不变，从而能够根据该稳定的电压差计算出温度传感器的真实信号。

请结合图3至图5，稳压单元为图1中编号为10的框选部分，编号为20的框选部分为一个温度传感器对应的运放单元和mos单元，而编号为30的框选部分为对应的放大器单元；在本实施例中，支持两个温度传感器的接入，即编号为20和编号为30的框选部分均为两个，且均与单排插接件j1连接，如图6所示，而所述单排插接件的引脚1-6分别用来接入两个温度传感器，优选的，所述单排插接件为10针插接件，所述单排插接件的引脚5和引脚6、引脚2和引脚3分别一个所述温度传感器连接。

其中，请结合图3和图4，所述稳压单元包括第一稳压电阻r13、稳压放大器u1、第二稳压电阻r14和稳压mos管q1；所述运放单元包括第一运放放大器和第二运放放大器；所述mos单元包括第一mos管和第二mos管。

具体地，所述第一稳压电阻r13的一端与所述双排插接件j2的引脚15连接，其另一端与所述稳压放大器u1的同相输入端连接，其中，所述双排插接件j2还能够为整个采集系统提供电量，如外接的12v电源通过所述双排插接件j2为采集系统供电。所述稳压放大器u1的正负极连接在12v电源之间；所述稳压放大器u1的反向输入端通过第一运放电阻r4与所述第一运放放大器u4的反向输入端连接，同时，所述稳压放大器u1的反向输入端通过第二运放电阻r6与所述第二运放放大器u5的反向输入端连接，即所述稳压放大器u1的反向输入端和所述运放单元在p1节点连接。

所述稳压放大器u1的输出端通过所述第二稳压电阻r14与所述稳压mos管q1的基极连接，所述稳压mos管q1的发射极与第三稳压电阻r9的一端连接，所述第三稳压电阻r9的另一端通过第四稳压电阻r15接地，所述第三稳压电阻r9的另一端分别与第一运放电阻r4和第二运放电阻r6连接，所述第一运放电阻r4与所述第一运放放大器u4的同相输入端连接，所述第二运放电阻r6与第二运放放大器u5的同相输入端连接，所述稳压mos管q1的集电极连接有12v电源；

所述第一运放放大器u4的输出端通过第一输出电阻r32与所述第一mos管q4的基极连接，所述第一mos管q4的发射极与所述第一运放放大器u4的反向输入端连接，所述第一mos管q4的集电极与所述温度传感器的正引脚(即单排插接件j1的引脚3)共同与所述放大器芯片u7的引脚3连接。

而所述第二运放放大器u5的输出端通过第二输出电阻r47与所述第二mos管q5的基极连接，所述第二mos管q5的发射极与所述第二运放放大器u5的反向输入端连接，所述第二mos管q5的集电极与校准电路连接。

请结合图5，所述放大器单元包括放大器芯片u7，所述放大器芯片u7的型号为ina114，所述放大器芯片u7的引脚3和引脚2用于接入所述温度传感器，其引脚1和引脚8之间连接有增益电阻单元；所述mos单元通过校准电路与所述放大器芯片的引脚2连接。

具体地，所述放大器芯片的引脚3与引脚2之间还设有rc滤波电路，所述滤波电路包括第一滤波支路和第二滤波支路，所述第一滤波支路包括串联在所述放大器芯片的引脚3与所述第一mos管的集电极之间的第一滤波电阻r41和第二滤波电阻r38；所述第二滤波支路包括串联在所述放大器芯片u7的引脚2与所述校准电路之间的第三滤波电阻r44和第四滤波电阻r45；所述第一滤波电阻r41和所述第二滤波电阻r38的线路上设置有第一连接点p10，所述第三滤波电阻r44和所述第四滤波电阻r45之间设置有第二连接点p20，所述第一连接点p10和所述第二连接点p20之间设置有并联的第一滤波电容c6和第二滤波电容c7。

而其中的所述校准电路包括串联的第一校准支路和第二校准支路，所述第一校准支路的一端与所述温度传感器的负极引脚(即通过单排插接件j1的引脚2)连接，所述第二校准支路与所述第二mos管q5的集电极连接；所述第一校准支路包括并联的第一校准电阻r33和第二校准电阻r5，所述第二校准支路包括并联的第三校准电阻vr2和第四校准电阻r34，所述第三校准电阻vr2为可变电阻，其中间引脚与所述第四滤波电阻r45连接。

在其中一个实施例中，所述稳压放大器u1、第一运放放大器和第二运放放大器的型号为op177；所述稳压mos管q1的型号为c1815。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。