多种类温场传感器测量模块的制作方法

1.本实用新型属于一种测量模块，尤其涉及一种多种类温场传感器测量模块。


背景技术：

2.在《jjf 1101-2019环境试验设备温度、湿度参数校准规范》中明确规定了温场相关设备的温度、湿度参数校准方法。
3.现有的环境试验设备一般均采用系统集成的方式实现，其前端需要采集(即连接)多种传感器，后端采用无纸记录仪、hmi工业触摸屏、plc、ocs或上位机软件来实现通道设置数据记录。由此，现有前端传感器采集模块固定了输入类型。


技术实现要素：

4.本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种多种类温场传感器测量模块。其前端采集实现了在rtd热电阻、tc热电偶、hc2温湿度传感器之间自由切换。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括主控模块、电源模块、拨码开关模块。
6.所述主控模块分别与电源模块及拨码开关模块相连。
7.所述主控模块包括模拟微控制器aducm361；aducm361的引脚ain0、ain1、ain4、vref+用于传感器接口与外部传感器连接；该外部传感器为rtd热电阻、tc热电偶、温湿度传感器中任意一个。
8.进一步地，所述主控模块还通过485通信与上位机、hmi或plc相连。
9.进一步地，所述rtd热电阻与传感器接口相连时，所述rtd热电阻采用pt100热电阻，rtd热电阻的第一端与aducm361的引脚ain0相连，rtd热电阻的第一端还通过电阻rp2与aducm361的引脚ain4相连；rtd热电阻的第二端分别与aducm361的引脚ain1及引脚vref+相连。
10.更进一步地，引脚vref+通过电阻rref1接地。
11.进一步地，所述tc热电偶与传感器接口相连时，tc热电偶正端与aducm361的引脚ain0相连，tc热电偶负端与aducm361的引脚ain1相连。
12.进一步地，所述温湿度传感器与传感器接口相连时，温湿度传感器的(温度)输出端v1+端与aducm361的引脚ain4相连，温湿度传感器的(湿度)输出端v2+端与aducm361的引脚ain0相连。
13.进一步地，所述拨码开关模块的八路开关的一端分别与模拟微控制器aducm361的39脚、40脚、41脚、42脚、43脚、44脚、45脚、46脚相连；拨码开关模块的八路开关的一端均接地。
14.进一步地，所述电源模块包括lm78l05芯片，lm78l05芯片的输入与24v电源相连，lm78l05芯片的输出经滤波后与lm1117芯片的输入相连，lm1117芯片的输出与模拟微控制器aducm361相连。
15.与现有技术相比本实用新型有益效果。
16.多种类温场传感器测量模块可实现四线制rtd热电阻、tc热电偶和hc2温湿度传感器(2路0-1v输入)精确测量。其传感器接口与外部传感器连接时，外部传感器可先后选择rtd热电阻、tc热电偶和hc2温湿度传感器中任一个，再设置拨码开关模块的f1、f2两开关，完成对应传感器的功能选择。结构更为集成、精炼、紧凑。并节省了资源。
附图说明
17.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
18.图1是具体实施例中mcu电路图。
19.图2是具体实施例中电源电路图。
20.图3是具体实施例中rtd热电阻连接示意图。
21.图4是具体实施例中tc热电偶连接示意图。
22.图5是具体实施例中hc2温湿度传感器连接示意图。
23.图6是具体实施例中拨码开关模块电路图。
具体实施方式
24.如图1-6所示，包括主控模块、485通讯模块、电源模块、拨码开关模块；所述主控模块分别与通讯模块、电源模块及拨码开关模块相连；所述主控模块包括模拟微控制器aducm361；aducm361的引脚ain0、ain1、ain4、vref+用于传感器接口与外部传感器连接；该外部传感器为rtd热电阻、tc热电偶、温湿度传感器中任意一个。
25.具体地，aducm361与其它mcu相比高度集成化，集成24位高精度adc(带pga)和可编程电流源便于rtd四线制热电阻的激励，芯片自身还具有可标定测温功能，满足tc热电偶冷端补偿测温，多通道的单极性和双极性adc配置易于实现多传感器测量的功能切换。在aducm361编程并运行its90温标算法，可以将rtd热电阻和tc热电偶所采集adc准确的转换为温度值。编程等常规技术，非本发明点，在此不赘述。
26.进一步地，所述rtd热电阻与传感器接口相连时，所述rtd热电阻采用pt100热电阻，rtd热电阻的第一端与aducm361的引脚ain0相连，rtd热电阻的第一端还通过电阻rp2与aducm361的引脚ain4相连；rtd热电阻的第二端分别与aducm361的引脚ain1及引脚vref+相连。
27.更进一步地，引脚vref+通过电阻rref1接地。
28.进一步地，所述tc热电偶与传感器接口相连时，tc热电偶正端与aducm361的引脚ain0相连，tc热电偶负端与aducm361的引脚ain1相连。
29.进一步地，所述温湿度传感器选用hc2温湿度传感器，所述温湿度传感器与传感器接口相连时，温湿度传感器的(温度)输出端v1+端与aducm361的引脚ain4相连，温湿度传感器的(湿度)输出端v2+端与aducm361的引脚ain0相连。
30.优选地，所述拨码开关模块的八路开关的一端分别与模拟微控制器aducm361的39脚、40脚、41脚、42脚、43脚、44脚、45脚、46脚相连；拨码开关模块的八路开关的一端均接地。
31.具体地，设置拨码开关模块的f1、f2两开关，完成对应传感器的功能选择。如下表1
所示：
32.拨码开关功能f1、f2为00时自动，程序设置f1、f2为01时rtd热电阻输入f1、f2为10时tc热电偶输入f1、f2为11时hc2温湿度传感器输入
33.设置拨码开关模块的key1-key6开关，6位拨码开关设置地址，作为485通讯模块的地址选择。
34.本实用新型应用说明：其应用于环境试验设备的计量校准设备的系统集成。实现温场设备的精确测量，需要采用rtd热电阻或tc热电偶传感器测量温度，采用罗卓尼克hc2传感器测量温度和湿度。
35.现有的前端传感器采集模块均固定了输入类型。无法像本实用新型一样在rtd热电阻(四线制)、tc热电偶、hc2温湿度传感器之间自由切换组合。节省了资源。
36.其中，rtd热电阻可选择或者包括：pt100、pt1000、cu50，prt(pt100、pt1000)温度范围-200℃至850℃，crt(cu50)温度范围-50℃至150℃。
37.tc热电偶包括：s、r、b、k、n、e、j和t类型。
38.适用于《jjf 1101-2019环境试验设备温度、湿度参数校准规范》中规定的温度范围(-80至300)℃、湿度范围(10至100)％rh的干燥箱、培养箱、气候老化箱、霉菌试验箱、盐雾试验箱、腐蚀气体试验箱、高低温试验箱、交变湿热试验箱、恒温恒湿箱等环境试验设备的温度、湿度参数的校准。
39.优选地，所述电源模块包括lm78l05芯片，lm78l05芯片的输入与24v电源相连，lm78l05芯片的输出经滤波后与lm1117芯片的输入相连，lm1117芯片的输出与模拟微控制器aducm361相连。电源模块用于将24v直流电源经过两次ldo降压处理，24v经过78l05转换5v、5v经过lm1117转换为3.3v。
40.具体实施例说明。
41.传感器采集之rtd热电阻采集过程。
42.接入rtd电阻时，aducm361采用比率式设置，adc的外部基准电压源将一个外部基准电阻5.6kω(
±
0.1％)连接在外部vref+和vref-引脚上。
43.tc热电偶采集过程。
44.aducm361中的adc内置了1.2v高精度基准电压源，适合测量热电偶电压。vbias功能用于将热电偶共模电压设置为avdd/2，这样便无需外部电阻，便可以设置热电偶共模电压，采集到热电偶两条线之间的电压v1。
45.可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。