專利名稱:一種測溫裝置制造方法
【專利摘要】一種測溫裝置,具有感溫探頭，其特征是：感溫探頭包括有套裝在木棒或鐵棒外側的螺線管，螺線管由單根對折的漆包線繞制而成，并且測溫裝置還包括有固定安裝在亞克力板上的電源模塊、恒定電流源、運算電路和單片機以及數(shù)碼管，電源模塊為整個裝置提供穩(wěn)定的±5V直流電壓；恒定電流源為螺線管提供恒定的電流；運算電路將螺線管端部的電壓信號依次進行線性放大、函數(shù)平移和低通濾波得到平穩(wěn)的直流電壓信號；單片機用于將接收到的電壓信號進行模數(shù)轉換，并驅(qū)動控制數(shù)碼管顯示溫度大小;本實用新型結構簡單、操作方便、靈敏度高、測量范圍廣、抗電磁干擾能力強，并且環(huán)保耐用。
【專利說明】
一種測溫裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測量裝置，尤其是一種測溫裝置。

【背景技術】
[0002]當前，市場上的測溫裝置主要有熱電偶溫度計，紅外溫度計，水銀溫度計等等。熱電偶溫度計主要利用賽貝克效應，利用溫差產(chǎn)生電動勢，通過測量電壓實現(xiàn)對溫度的測量，但是這種裝置抗電磁干擾的能力差，溫度測量結果很容易受到外界環(huán)境影響。紅外溫度計是利用不同溫度的物體輻射出不同強度的紅外線來測溫，但是如果溫度變化過大，就需要校準，而且對環(huán)境要求較高，不允許有透過玻璃，甚至不允許有煙霧、蒸汽等等。水銀溫度計是利用水銀的熱脹冷縮來測溫，但是水銀溫度計讀取示數(shù)很不方便，測溫范圍也很有限，水銀有毒且易揮發(fā)，使用不慎會有嚴重安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的就是要解決當前的測溫裝置所存在的以上問題，為此提供一種結構簡單、操作方便、靈敏度高、測量范圍廣、抗電磁干擾能力強，并且環(huán)保耐用的測溫裝置。
[0004]本實用新型的具體方案是:一種測溫裝置，具有感溫探頭，其特征是:感溫探頭包括有套裝在木棒或鐵棒外側的螺線管，螺線管由單根對折的漆包線繞制而成，并且測溫裝置還包括有固定安裝在亞克力板上的電源模塊、恒定電流源、運算電路和單片機以及數(shù)碼管，所述電源模塊為整個裝置提供穩(wěn)定的±5V直流電壓；恒定電流源為螺線管提供恒定的電流；運算電路包括有兩級反相比例放大器和減法器以及低通濾波器，其中兩級反相比例放大器用于將螺線管端部的電壓信號進行線性放大至單片機能夠檢測到的范圍，減法器用于將放大后的電壓信號進行函數(shù)平移，轉化為正比例函數(shù)信號，低通濾波器用于將電壓信號中的交流部分濾除，單片機用于將接收到的電壓信號進行模數(shù)轉換，并驅(qū)動控制數(shù)碼管，數(shù)碼管用于顯示溫度大小。
[0005]本實用新型中所述電源模塊包括有變壓器Tl，變壓器Tl將AC220V電壓轉換為兩個9V的交流電壓，在變壓器Tl的副邊連接有兩個單相不可控整流橋Dl和D2，其中整流橋Dl的負極輸出端和整流橋D2的正極輸出端均接地，在整流橋Dl的正、負極輸出端依次并聯(lián)有濾波電容Cl、穩(wěn)壓二極管D3和濾波電容C2 ;在整流橋D2的正、負極輸出端依次并聯(lián)有濾波電容C3、穩(wěn)壓二極管D4和濾波電容C4。
[0006]本實用新型中所述螺線管中漆包線的直徑為0.19mm，螺線管一端接地，另一端與恒定電流源的輸出端相連接。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有的測溫裝置相比具有以下優(yōu)點:
[0008](I)本實用新型以漆包線作為感溫探頭的主要材料，不僅選材方便、制作成本低，而且清潔環(huán)保、經(jīng)久耐用；
[0009](2)本實用新型中由于感溫探頭的螺線管是以單根對折的漆包線繞制而成，從而大大提高了抗電磁干擾的能力；
[0010](3)本實用新型結構簡單、操作方便、靈敏度高、測量范圍廣。

【附圖說明】

[0011]圖1是本實用新型的結構框圖；
[0012]圖2是本實用新型中感溫探頭的結構示意圖；
[0013]圖3是本實用新型中恒定電流源與運算電路組成的電氣原理圖；
[0014]圖4是本實用新型中電源模塊的電氣原理圖；
[0015]圖5是本實用新型中漆包線的電阻隨溫度變化關系圖；
[0016]圖6是本實用新型中螺線管兩端的電壓隨溫度變化關系圖。
[0017]圖中一木棒或鐵棒，2—螺線管，3—電源模塊，4一恒定電流源，5—運算電路，6—單片機，7—數(shù)碼管，8—兩級反相比例放大器，9一減法器，10—低通濾波器。

【具體實施方式】
[0018]參見圖1-4，本實用新型具有感溫探頭，感溫探頭包括有套裝在木棒或鐵棒I外側的螺線管2，螺線管2由單根對折的漆包線繞制而成，并且測溫裝置還包括有固定安裝在亞克力板上的電源模塊3、恒定電流源4、運算電路5和單片機6以及數(shù)碼管7，所述電源模塊3為整個裝置提供穩(wěn)定的±5V直流電壓；恒定電流源4為螺線管2提供恒定的電流；運算電路5包括有兩級反相比例放大器8和減法器9以及低通濾波器10，其中兩級反相比例放大器8用于將螺線管2端部的電壓信號進行線性放大至單片機6能夠檢測到的范圍，減法器9用于將放大后的電壓信號進行函數(shù)平移，轉化為正比例函數(shù)信號，低通濾波器10用于將電壓信號中的交流部分濾除，單片機6用于將接收到的電壓信號進行模數(shù)轉換，并驅(qū)動控制數(shù)碼管7，數(shù)碼管7用于顯示溫度大小。
[0019]參見圖4，本實施例中所述電源模塊3包括有變壓器Tl，變壓器Tl將AC220V電壓轉換為兩個9V的交流電壓，在變壓器Tl的副邊連接有兩個單相不可控整流橋Dl和D2，其中整流橋Dl的負極輸出端和整流橋D2的正極輸出端均接地，在整流橋Dl的正、負極輸出端依次并聯(lián)有濾波電容Cl、穩(wěn)壓二極管D3和濾波電容C2，在整流橋D2的正、負極輸出端依次并聯(lián)有濾波電容C3、穩(wěn)壓二極管D4和濾波電容C4 ;兩個9V的交流電壓經(jīng)過兩個單相不可控整流橋Dl、D2的整流，得到一正一負的整流電壓，然后再分別通過濾波、穩(wěn)壓、濾波，從而得到穩(wěn)定的±5V直流電壓。
[0020]本實施例中所述螺線管中漆包線的直徑為0.19mm。
[0021]參見圖3，本實施例中所述恒定電流源4包括有TL431高精度穩(wěn)壓源D5、運算放大器Ul和3DJ6場效應管Q1，穩(wěn)壓源D5的參考極和陰極均與運算放大器Ul的同相輸入端相連接，其中穩(wěn)壓源D5的陰極與電阻Rl相連接，Rl的另一端接地，穩(wěn)壓源D5的陽極與-5V電壓Vee相連接；運算放大器Ul的反相輸入端和3DJ6場效應管Ql的源極相連接，運算放大器Ul的輸出端和3DJ6場效應管Ql的柵極相連接，3DJ6場效應管Ql的漏極作為恒定電流源4輸出端。
[0022]參見圖3，本實施例中所述螺線管2 —端接地，另一端與恒定電流源4中3DJ6場效應管Ql的漏極相連接，其中螺線管2在圖3中表示為RL。
[0023]本實施例中構成螺線管2的漆包線的電阻值隨溫度成一次函數(shù)線性相關，參見圖5，其函數(shù)關系為=Rt=Rci(^aMt);為了不在螺線管2中產(chǎn)生明顯的熱效應，干擾溫度的測量，恒定電流源4向螺線管2中輸出一個微小的電流(ImA左右)，由歐姆定律得，電流一定時，螺線管2兩端的電壓隨電阻成正比，因此，螺線管2兩端的電壓隨溫度成線性變化，參見圖6，其函數(shù)關系為=U=RRtl (1+ α * Λ t);然而，由此得到的電壓太小，不利于單片機6的直接采集，螺線管2的電壓輸出端與運算電路5相連接，通過運算電路5中的兩級反相比例放大器8和減法器9，對螺線管2端部的電壓信號進行線性放大，然后進行函數(shù)平移，得到輸出電壓隨溫度成正比例變化的電壓信號；由于電磁感應和電源波動，電壓輸出信號含有很大的雜波分量，在減法器9的輸出端連接巴特沃斯低通濾波器10，從而濾除大部分雜波，輸出平穩(wěn)的直流電壓信號；所述單片機(型號為MSP430)6內(nèi)含12位模數(shù)轉換器，將該直流電壓信號進行高精度模數(shù)轉換，然后驅(qū)動數(shù)碼管7顯示溫度大小。
【權利要求】
1.一種測溫裝置，具有感溫探頭，其特征是:感溫探頭包括有套裝在木棒或鐵棒外側的螺線管，螺線管由單根對折的漆包線繞制而成，并且測溫裝置還包括有固定安裝在亞克力板上的電源模塊、恒定電流源、運算電路和單片機以及數(shù)碼管，所述電源模塊為整個裝置提供穩(wěn)定的±5V直流電壓；恒定電流源為螺線管提供恒定的電流；運算電路包括有兩級反相比例放大器和減法器以及低通濾波器，其中兩級反相比例放大器用于將螺線管端部的電壓信號進行線性放大至單片機能夠檢測到的范圍，減法器用于將放大后的電壓信號進行函數(shù)平移，轉化為正比例函數(shù)信號，低通濾波器用于將電壓信號中的交流部分濾除，單片機用于將接收到的電壓信號進行模數(shù)轉換，并驅(qū)動控制數(shù)碼管，數(shù)碼管用于顯示溫度大小。2.根據(jù)權利要求1所述的一種測溫裝置，其特征是:所述電源模塊包括有變壓器Tl，變壓器Tl將AC220V電壓轉換為兩個9V的交流電壓，在變壓器Tl的副邊連接有兩個單相不可控整流橋Dl和D2，其中整流橋Dl的負極輸出端和整流橋D2的正極輸出端均接地，在整流橋Dl的正、負極輸出端依次并聯(lián)有濾波電容Cl、穩(wěn)壓二極管D3和濾波電容C2 ;在整流橋D2的正、負極輸出端依次并聯(lián)有濾波電容C3、穩(wěn)壓二極管D4和濾波電容C4。3.根據(jù)權利要求1所述的一種測溫裝置，其特征是:所述螺線管中漆包線的直徑為.0.19mm,螺線管一端接地，另一端與恒定電流源的輸出端相連接。
【文檔編號】G01K7-20GK204286628SQ201420767280
【發(fā)明者】魯池梅, 劉興云, 蘭天翔, 黃小蓉 [申請人]湖北師范學院