一种测温装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量装置，尤其是一种测温装置。
【背景技术】
[0002]当前，市场上的测温装置主要有热电偶温度计，红外温度计，水银温度计等等。热电偶温度计主要利用赛贝克效应，利用温差产生电动势，通过测量电压实现对温度的测量，但是这种装置抗电磁干扰的能力差，温度测量结果很容易受到外界环境影响。红外温度计是利用不同温度的物体辐射出不同强度的红外线来测温，但是如果温度变化过大，就需要校准，而且对环境要求较高，不允许有透过玻璃，甚至不允许有烟雾、蒸汽等等。水银温度计是利用水银的热胀冷缩来测温，但是水银温度计读取示数很不方便，测温范围也很有限，水银有毒且易挥发，使用不慎会有严重安全隐患。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是要解决当前的测温装置所存在的以上问题，为此提供一种结构简单、操作方便、灵敏度高、测量范围广、抗电磁干扰能力强，并且环保耐用的测温装置。
[0004]本实用新型的具体方案是:一种测温装置，具有感温探头，其特征是:感温探头包括有套装在木棒或铁棒外侧的螺线管，螺线管由单根对折的漆包线绕制而成，并且测温装置还包括有固定安装在亚克力板上的电源模块、恒定电流源、运算电路和单片机以及数码管，所述电源模块为整个装置提供稳定的±5V直流电压；恒定电流源为螺线管提供恒定的电流；运算电路包括有两级反相比例放大器和减法器以及低通滤波器，其中两级反相比例放大器用于将螺线管端部的电压信号进行线性放大至单片机能够检测到的范围，减法器用于将放大后的电压信号进行函数平移，转化为正比例函数信号，低通滤波器用于将电压信号中的交流部分滤除，单片机用于将接收到的电压信号进行模数转换，并驱动控制数码管，数码管用于显示温度大小。
[0005]本实用新型中所述电源模块包括有变压器Tl，变压器Tl将AC220V电压转换为两个9V的交流电压，在变压器Tl的副边连接有两个单相不可控整流桥Dl和D2，其中整流桥Dl的负极输出端和整流桥D2的正极输出端均接地，在整流桥Dl的正、负极输出端依次并联有滤波电容Cl、稳压二极管D3和滤波电容C2 ;在整流桥D2的正、负极输出端依次并联有滤波电容C3、稳压二极管D4和滤波电容C4。
[0006]本实用新型中所述螺线管中漆包线的直径为0.19mm，螺线管一端接地，另一端与恒定电流源的输出端相连接。
[0007]本实用新型与现有的测温装置相比具有以下优点:
[0008](I)本实用新型以漆包线作为感温探头的主要材料，不仅选材方便、制作成本低，而且清洁环保、经久耐用；
[0009](2)本实用新型中由于感温探头的螺线管是以单根对折的漆包线绕制而成，从而大大提高了抗电磁干扰的能力；
[0010](3)本实用新型结构简单、操作方便、灵敏度高、测量范围广。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构框图；
[0012]图2是本实用新型中感温探头的结构示意图；
[0013]图3是本实用新型中恒定电流源与运算电路组成的电气原理图；
[0014]图4是本实用新型中电源模块的电气原理图；
[0015]图5是本实用新型中漆包线的电阻随温度变化关系图；
[0016]图6是本实用新型中螺线管两端的电压随温度变化关系图。
[0017]图中一木棒或铁棒，2—螺线管，3—电源模块，4一恒定电流源，5—运算电路，6—单片机，7—数码管，8—两级反相比例放大器，9一减法器，10—低通滤波器。
【具体实施方式】
[0018]参见图1-4，本实用新型具有感温探头，感温探头包括有套装在木棒或铁棒I外侧的螺线管2，螺线管2由单根对折的漆包线绕制而成，并且测温装置还包括有固定安装在亚克力板上的电源模块3、恒定电流源4、运算电路5和单片机6以及数码管7，所述电源模块3为整个装置提供稳定的±5V直流电压；恒定电流源4为螺线管2提供恒定的电流；运算电路5包括有两级反相比例放大器8和减法器9以及低通滤波器10，其中两级反相比例放大器8用于将螺线管2端部的电压信号进行线性放大至单片机6能够检测到的范围，减法器9用于将放大后的电压信号进行函数平移，转化为正比例函数信号，低通滤波器10用于将电压信号中的交流部分滤除，单片机6用于将接收到的电压信号进行模数转换，并驱动控制数码管7，数码管7用于显示温度大小。
[0019]参见图4，本实施例中所述电源模块3包括有变压器Tl，变压器Tl将AC220V电压转换为两个9V的交流电压，在变压器Tl的副边连接有两个单相不可控整流桥Dl和D2，其中整流桥Dl的负极输出端和整流桥D2的正极输出端均接地，在整流桥Dl的正、负极输出端依次并联有滤波电容Cl、稳压二极管D3和滤波电容C2，在整流桥D2的正、负极输出端依次并联有滤波电容C3、稳压二极管D4和滤波电容C4 ;两个9V的交流电压经过两个单相不可控整流桥Dl、D2的整流，得到一正一负的整流电压，然后再分别通过滤波、稳压、滤波，从而得到稳定的±5V直流电压。
[0020]本实施例中所述螺线管中漆包线的直径为0.19mm。
[0021]参见图3，本实施例中所述恒定电流源4包括有TL431高精度稳压源D5、运算放大器Ul和3DJ6场效应管Q1，稳压源D5的参考极和阴极均与运算放大器Ul的同相输入端相连接，其中稳压源D5的阴极与电阻Rl相连接，Rl的另一端接地，稳压源D5的阳极与-5V电压Vee相连接；运算放大器Ul的反相输入端和3DJ6场效应管Ql的源极相连接，运算放大器Ul的输出端和3DJ6场效应管Ql的栅极相连接，3DJ6场效应管Ql的漏极作为恒定电流源4输出端。
[0022]参见图3，本实施例中所述螺线管2 —端接地，另一端与恒定电流源4中3DJ6场效应管Ql的漏极相连接，其中螺线管2在图3中表示为RL。
[0023]本实施例中构成螺线管2的漆包线的电阻值随温度成一次函数线性相关，参见图5，其函数关系为=Rt=Rci(^aMt);为了不在螺线管2中产生明显的热效应，干扰温度的测量，恒定电流源4向螺线管2中输出一个微小的电流(ImA左右)，由欧姆定律得，电流一定时，螺线管2两端的电压随电阻成正比，因此，螺线管2两端的电压随温度成线性变化，参见图6，其函数关系为=U=RRtl (1+ α * Λ t);然而，由此得到的电压太小，不利于单片机6的直接采集，螺线管2的电压输出端与运算电路5相连接，通过运算电路5中的两级反相比例放大器8和减法器9，对螺线管2端部的电压信号进行线性放大，然后进行函数平移，得到输出电压随温度成正比例变化的电压信号；由于电磁感应和电源波动，电压输出信号含有很大的杂波分量，在减法器9的输出端连接巴特沃斯低通滤波器10，从而滤除大部分杂波，输出平稳的直流电压信号；所述单片机(型号为MSP430)6内含12位模数转换器，将该直流电压信号进行高精度模数转换，然后驱动数码管7显示温度大小。
【主权项】
1.一种测温装置，具有感温探头，其特征是:感温探头包括有套装在木棒或铁棒外侧的螺线管，螺线管由单根对折的漆包线绕制而成，并且测温装置还包括有固定安装在亚克力板上的电源模块、恒定电流源、运算电路和单片机以及数码管，所述电源模块为整个装置提供稳定的±5V直流电压；恒定电流源为螺线管提供恒定的电流；运算电路包括有两级反相比例放大器和减法器以及低通滤波器，其中两级反相比例放大器用于将螺线管端部的电压信号进行线性放大至单片机能够检测到的范围，减法器用于将放大后的电压信号进行函数平移，转化为正比例函数信号，低通滤波器用于将电压信号中的交流部分滤除，单片机用于将接收到的电压信号进行模数转换，并驱动控制数码管，数码管用于显示温度大小。
2.根据权利要求1所述的一种测温装置，其特征是:所述电源模块包括有变压器Tl，变压器Tl将AC220V电压转换为两个9V的交流电压，在变压器Tl的副边连接有两个单相不可控整流桥Dl和D2，其中整流桥Dl的负极输出端和整流桥D2的正极输出端均接地，在整流桥Dl的正、负极输出端依次并联有滤波电容Cl、稳压二极管D3和滤波电容C2 ;在整流桥D2的正、负极输出端依次并联有滤波电容C3、稳压二极管D4和滤波电容C4。
3.根据权利要求1所述的一种测温装置，其特征是:所述螺线管中漆包线的直径为.0.19mm,螺线管一端接地，另一端与恒定电流源的输出端相连接。
【专利摘要】一种测温装置,具有感温探头，其特征是：感温探头包括有套装在木棒或铁棒外侧的螺线管，螺线管由单根对折的漆包线绕制而成，并且测温装置还包括有固定安装在亚克力板上的电源模块、恒定电流源、运算电路和单片机以及数码管，电源模块为整个装置提供稳定的±5V直流电压；恒定电流源为螺线管提供恒定的电流；运算电路将螺线管端部的电压信号依次进行线性放大、函数平移和低通滤波得到平稳的直流电压信号；单片机用于将接收到的电压信号进行模数转换，并驱动控制数码管显示温度大小;本实用新型结构简单、操作方便、灵敏度高、测量范围广、抗电磁干扰能力强，并且环保耐用。
【IPC分类】G01K7-20
【公开号】CN204286628
【申请号】CN201420767280
【发明人】鲁池梅, 刘兴云, 兰天翔, 黄小蓉
【申请人】湖北师范学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日