一种航天相机用分布式测温装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种航天相机用分布式测温装置，在航天相机的主体和镜头的温度监测中使用，可为相机主体和镜头温度控制的提供参数。
【背景技术】
[0002]分布式测温装置可监测相机镜头和主体的温度，参与闭环温度控制，提高相机成像质量。以往的测温装置由热敏电阻、分压电路、模拟开关、放大器、A/D转换器组成，如图2所示。来自相机主体和镜头的热敏电阻阻值通过分压电路转换为电压值，该电压经模拟开关选通后，由放大器放大，然后经过A/D转换器采集、量化后通过数据总线传送给单片机。以往测温装置不但电路规模大而且需要使用±12V供电，并且无校准电路，所以电路较为复杂，精度低，供电要求高，功耗和体积也大。
【发明内容】
[0003]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种一种航天相机用分布式测温装置，解决在航天相机的主体和镜头的温度监测中使用，可为相机主体和镜头温度控制的提供参数。
[0004]本发明的技术解决方案为:一种航天相机用分布式测温装置，包括电源VCC、分压电路、单刀四掷开关、AD转换装置；分压电路包括分压电阻、热敏电阻、校准电阻、基准电压电路、滤波电容、阻抗匹配电阻；单刀四掷开关包括一个动端和四个不动端，分别为第一不动端、第二不动端、第三不动端、第四不动端；
[0005]电源VCC的输出连接基准电压电路的输入，基准电压电路的输出连接分压电阻的一端、分压电阻的另一端的第一路连接单刀四掷开关的动端、分压电阻的另一端的第二路连接阻抗匹配电阻R2的一端，分压电阻的另一端的第三路连接滤波电容的一端，滤波电容的另一端接地，阻抗匹配电阻R2的另一端连接AD转换装置的模拟输入端，AD转换装置的输出作为该航天相机用分布式测温装置的数字输出端；
[0006]单刀四掷开关的第一不动端通过校准电阻接地，单刀四掷开关的第二不动端通过校准电阻接地，单刀四掷开关的第三不动端通过热敏电阻接地，单刀四掷开关的第四不动端通过热敏电阻接地；
[0007]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0008](I)本发明由于采用的AD转换装置ADC128S102集成了模拟开关、采集、12bit量化功能，电路简单，整个测温装置只需单一 +5V供电；加入校准回路提供校准参数，提高测量精度；因此该电路规模小，供电简单，精度度高。
[0009](2)本发明可通过校准电阻的电压值对温度值校正，提高温度采集精度，并根据电压电阻对应关系及热敏电阻的电阻-温度特性曲线反推出测温点的温度值。
[0010](3)本发明在单刀四掷的不动端和地之间并联滤波电容Cl，滤去线上串扰提高输入的稳定性。
[0011](4)本发明在基准电压电路的输出和单刀四掷开关不动端之间的分压电阻采用精密电阻，提高分压电阻的精度和稳定度，从而提高温度采集的精度。
[0012](5)本发明在基准电压电路的输出和单刀四掷开关不动端之间的分压电阻采用1kQ阻值既满足在温度变化时电压变化幅度较大，又使热敏电阻本身发热较小。
[0013](6)本发明在单刀四掷开关不动端和模拟输入之间的阻抗匹配电阻减少模拟输入端的阻抗突变，提高输入信号质量。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的系统组成示意图；
[0015]图2为原有测温装置的系统组成示意图；
[0016]图3为本发明分压电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的基本思路为:将热敏电阻，串接基准电阻，使用基准电压电路供电，将分压后的热敏电阻两端连接到AD转换装置(ADC128S102)模拟输入端，同时将校准电阻，串接与前述相同阻值的基准电阻，以及使用同样的基准电压电路供电，将分压后的校准电阻两端也连接到AD转换装置(ADC128S102)模拟输入端，AD转换装置(ADC128S102)将输入的电压值采集、量化成12bit的数字量，提供温度值及校准参数。
[0018]上述方案的原理是:首先热敏电阻将温度值转换成电阻值，分压电路将热敏电阻的阻值转换成电压值；接着AD转换转换装置采集、量化热敏电阻电压值及校准电阻的电压值，得出转换后的温度值及校准参数值。使用时可通过校准电阻的电压值对温度值校正，并根据电压电阻对应关系及热敏电阻的电阻-温度特性曲线反推出测温点的温度值。
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0020]如图1所示，一种航天相机用分布式测温装置，包括电源VCC、分压电路、单刀四掷开关、AD转换装置；分压电路包括分压电阻R1、热敏电阻(R3和R4)、校准电阻(R5和R6)、基准电压电路、滤波电容Cl、阻抗匹配电阻R2 ;单刀四掷开关包括一个动端和四个不动端，分别为第一不动端、第二不动端、第三不动端、第四不动端；分压电阻使用北京七一八友晟电子有限公司的RJK52系列精密电阻，阻值为1kQ。
[0021]电源VCC的输出连接基准电压电路的输入，基准电压电路的输出连接分压电阻Rl的一端、分压电阻Rl的另一端的第一路连接单刀四掷开关的动端、分压电阻Rl的另一端的第二路连接阻抗匹配电阻R2的一端，分压电阻Rl的另一端的第三路连接滤波电容的一端，滤波电容Cl的另一端接地，阻抗匹配电阻R2的另一端连接AD转换装置的模拟输入端，AD转换装置的输出作为该航天相机用分布式测温装置的数字输出端，AD转换装置的输出为12bit的数字量。
[0022]单刀四掷开关的第一不动端通过校准电阻接地，单刀四掷开关的第二不动端通过校准电阻接地，单刀四掷开关的第三不动端通过热敏电阻接地，单刀四掷开关的第四不动端通过热敏电阻接地；
[0023]具体实施例如下:
[0024]如图3所示，基准电压电路，采用意法半导体集团(ST)的型号为RHFL4913S50的稳压器芯片，将VCC电源提供的+5.5V转换为稳定的+5V作为基准电压，热敏电阻R3、R4采集测温点的温度值，热敏电阻R3、R4，校准电阻R5、R6分别通过单刀四掷开关的四个不动端的切换，与连接在单刀四掷开关的动端的基准电阻Rl串接于稳定的+5V和地之间组成分压电路，热敏电阻R3、R4的和校准电阻R5、R6的接入由单刀四掷开关切换，在单刀四掷的不动端和地之间并联滤波电容Cl，滤去线上串扰提高输入的稳定性，在AD转化装置的输入端串接阻抗匹配电阻R2。阻抗匹配电阻R2的阻值为33 Ω。
[0025]校准电阻(R5、R6)、分压电阻(Rl)、基准电压电路提供校准电压做误差修订使用，采用滤波电容Cl、阻抗匹配电阻R2提高信号质量从而提高测温精度。
[0026]基准电压电路采用意法半导体集团(ST)的型号为RHFL4913S50的稳压器芯片。
[0027]AD转换装置采用意法半导体集团(ST)的型号为ADC128S102的AD转换器。
[0028]校准电阻(R5和R6)采用北京七一八友晟电子有限公司的RJK52系列精密电阻，阻值分别为测温范围下温度最高时热敏电阻的阻值和温度最低时热敏电阻的阻值。
[0029]滤波电容(Cl)采用的型号为成都宏明电子科大新材料有限公司的CC41L-0805-100V-CG-221J。
[0030]本发明详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
【主权项】
1.一种航天相机用分布式测温装置，其特征在于:包括电源VCC、分压电路、单刀四掷开关、AD转换装置；分压电路包括分压电阻、热敏电阻、校准电阻、基准电压电路、滤波电容、阻抗匹配电阻；单刀四掷开关包括一个动端和四个不动端，分别为第一不动端、第二不动端、第三不动端、第四不动端； 电源VCC的输出连接基准电压电路的输入，基准电压电路的输出连接分压电阻的一端、分压电阻的另一端的第一路连接单刀四掷开关的动端、分压电阻的另一端的第二路连接阻抗匹配电阻R2的一端，分压电阻的另一端的第三路连接滤波电容的一端，滤波电容的另一端接地，阻抗匹配电阻R2的另一端连接AD转换装置的模拟输入端，AD转换装置的输出作为该航天相机用分布式测温装置的数字输出端； 单刀四掷开关的第一不动端通过校准电阻接地，单刀四掷开关的第二不动端通过校准电阻接地，单刀四掷开关的第三不动端通过热敏电阻接地，单刀四掷开关的第四不动端通过热敏电阻接地。2.根据权利要求1所述的一种航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述基准电压电路采用意法半导体集团ST的型号为RHFL4913S50的稳压器芯片。3.根据权利要求1所述的一种航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述AD转换装置采用意法半导体集团ST的型号为ADC128S102的AD转换装置。4.根据权利要求1所述的一种航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述AD转换装置的输出为12bit的数字量。5.根据权利要求1所述的一种航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述基准电压电路的输出为+5V。6.根据权利要求1所述的一种航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述的校准电阻采用北京七一八友晟电子有限公司的RJK52系列精密电阻，阻值分别为测温范围下温度最高时热敏电阻的阻值和温度最低时热敏电阻的阻值。7.根据权利要求1所述的一种航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述的分压电阻使用北京七一八友晟电子有限公司的RJK52系列精密电阻，阻值为1kQ。8.根据权利要求1所述的航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述的滤波电容采用的型号为成都宏明电子科大新材料有限公司的CC41L-0805-100V-CG-221J。9.根据权利要求1所述的航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述的阻抗匹配电阻R2的阻值为33 Ω。10.根据权利要求1所述的航天相机用分布式测温装置，其特征在于:所述的电源VCC输出的电压为+5.5V。
【专利摘要】一种航天相机用分布式测温装置，包括热敏电阻、分压电路、基准电压电路、校准电阻、AD转换装置，热敏电阻分布在各测温点将温度值转换为电阻值，分压电路和基准电压电路将热敏电阻阻值转换为电压值，AD转换装置将电压值采样、量化，校准电阻和分压电路及基准电压电路提供两路校准值，校正AD转换装置采集的比例系数和零偏，本实用新型所述的分布式测温装置具有集成度高、精度高、功耗低、等优点，在航天相机的主体和镜头的温度监测中使用，以及为主体和镜头温度控制的提供参数。
【IPC分类】G01K7/22
【公开号】CN204718704
【申请号】CN201520343828
【发明人】张鹏, 常霞, 石志成, 赵筱琳, 聂浩, 李坤, 唐士建
【申请人】北京空间机电研究所
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月25日