專利名稱：一種傳感器智能測量試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種傳感器智能測量試驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域 本實(shí)用新型涉及智能傳感器檢測裝置，尤其涉及一種傳感器智能測量試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，測量傳感器的靈敏度、分辨力、非線性、重復(fù)性、滯后、蠕變和蠕變恢復(fù)、輸出靈敏系數(shù)的溫度影響等參數(shù)，需要一一測量并進(jìn)行計(jì)算，費(fèi)時費(fèi)力，效率極低，如能提供一種傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，實(shí)時將測量數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，將大大提高檢測效率。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，以提高傳感器的測量、 試驗(yàn)效率?！N傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中包括處理器、測量轉(zhuǎn)換單元以及用于控制傳感器試驗(yàn)環(huán)境條件的試驗(yàn)條件控制單元，測量轉(zhuǎn)換單元的采集信號輸入端分別用于連接相應(yīng)傳感器的信號輸出端，測量轉(zhuǎn)換單元的相應(yīng)轉(zhuǎn)換信號輸出端分別連接處理器的相應(yīng)信號輸入端；試驗(yàn)條件控制單元的信號輸入端連接處理器的試驗(yàn)條件控制信號輸出端；處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口用于與上位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸端口相連接。所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中測量轉(zhuǎn)換單元包括連接第一溫度傳感器的第一溫度信號轉(zhuǎn)換電路。所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中第一溫度信號轉(zhuǎn)換電路包括第一電阻、第一電位器，第一電阻的第二端與第一電位器的第一靜接點(diǎn)相連接，第一電阻的第一端與第一溫度傳感器的信號輸出端之間相連的中間接點(diǎn)連接處理器的第一溫度傳感信號輸入接腳，第一電位器的動接點(diǎn)和第二靜接點(diǎn)接地。所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中測量轉(zhuǎn)換單元包括連接第二溫度傳感器的第二溫度信號轉(zhuǎn)換電路。所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中第二溫度信號轉(zhuǎn)換電路包括第一運(yùn)算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第二電位器，第二電阻的第二端與第二電位器的第一靜接點(diǎn)相連接，第二電位器的第二靜接點(diǎn)和動接點(diǎn)連接電源，第二電阻的第一端與第二溫度傳感器的信號輸出端之間相連的中間接點(diǎn)連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端，第一運(yùn)算放大器的同相輸入端通過第三電阻接地，第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間連接第四電阻，第一運(yùn)算放大器的輸出端連接處理器的第二溫度傳感信號輸入接腳。所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中試驗(yàn)條件控制單元包括傳感器所在環(huán)境溫度加熱電路和傳感器所在環(huán)境溫度散熱電路。所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中所述的傳感器所在環(huán)境溫度加熱電路包括第五、第六、第七、第八電阻以及第一光電耦合器、第一電容、第一功率管、電熱絲，第一光電耦合器輸入端的正極通過第五電阻連接處理器的相應(yīng)傳感器環(huán)境溫度加熱控制信號輸出接腳，第一光電耦合器輸入端的負(fù)極接地，第一光電耦合器輸出端第一接腳通過第六電阻連接電源，第一光電耦合器輸出端第一接腳還通過第七電阻連接第一功率管的柵極，第七電阻與第一功率管的柵極之間的中間接腳第一路通過第八電阻接地，第二路通過第一電容接地；第一功率管的源極接地，第一功率管的漏極通過電熱絲連接電源；第一光電耦合器輸出端第二接腳接地。所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中所述的傳感器所在環(huán)境溫度散熱電路包括第九、第十、第十一、第十二電阻以及第二光電耦合器、第二電容、第二功率管、散熱風(fēng)扇， 第二光電耦合器輸入端的正極通過第九電阻連接處理器的相應(yīng)傳感器環(huán)境溫度散熱控制信號輸出接腳，第二光電耦合器輸入端的負(fù)極接地，第二光電耦合器輸出端第一接腳通過第十電阻連接電源，第二光電耦合器輸出端第一接腳還通過第十一電阻連接第二功率管的柵極，第十一電阻與第二功率管的柵極之間的中間接腳第一路通過第十二電阻接地，第二路通過第二電容接地；第二功率管的源極接地，第二功率管的漏極連接散熱風(fēng)扇的第一接腳，散熱風(fēng)扇的第二接腳連接電源；第二光電耦合器輸出端第二接腳接地。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后將達(dá)到如下的技術(shù)效果本實(shí)用新型的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，處理器通過試驗(yàn)條件控制單元控制相應(yīng)傳感器的試驗(yàn)環(huán)境條件，相應(yīng)傳感器輸出的信號通過測量轉(zhuǎn)換單元處理后送入處理器進(jìn)行分析計(jì)算，減少人工操作，提高效率。

圖1為本實(shí)用新型的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置的電路框圖；圖2為第一溫度信號轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；圖3為第二溫度信號轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；圖4為傳感器所在環(huán)境溫度加熱電路的電路原理圖；圖5為傳感器所在環(huán)境溫度散熱電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的一種傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，如圖1，其中包括處理器、測量轉(zhuǎn)換單元以及用于控制傳感器試驗(yàn)環(huán)境條件的試驗(yàn)條件控制單元，測量轉(zhuǎn)換單元的采集信號輸入端分別用于連接相應(yīng)傳感器的信號輸出端，測量轉(zhuǎn)換單元的相應(yīng)轉(zhuǎn)換信號輸出端分別連接處理器的相應(yīng)信號輸入端；試驗(yàn)條件控制單元的信號輸入端連接處理器的試驗(yàn)條件控制信號輸出端；處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口用于與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸端口相連接，計(jì)算機(jī)還可連接打印機(jī)等外圍設(shè)備，用于將處理結(jié)果數(shù)據(jù)及圖表等進(jìn)行輸出。本實(shí)施例中，處理器采用型號為TMS320F2812。所述的測量轉(zhuǎn)換單元包括連接第一溫度傳感器的第一溫度信號轉(zhuǎn)換電路，如圖2， 第一溫度信號轉(zhuǎn)換電路包括第一電阻R10、第一電位器W1，第一電阻RlO的第二端與第一電位器Wl的第一靜接點(diǎn)相連接，第一電阻RlO的第一端與第一溫度傳感器(型號為AD590)的信號輸出端之間相連的中間接點(diǎn)輸出電壓UtlI送至處理器的第一溫度傳感信號輸入接腳， 第一電位器Wl的動接點(diǎn)和第二靜接點(diǎn)接地。溫度傳感器AD590是模擬電流輸出的集成溫度傳感器，它能產(chǎn)生一個與溫度成正比的電流作為輸出，溫度傳感器AD590是兩線制器件，流過溫度傳感器 AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比。0°C時，溫度傳感器AD590的輸出電流為273 以A，該電流由圖中的第一電阻RlO和第一電位器Wl轉(zhuǎn)換成電壓，當(dāng)?shù)谝浑娮鑂lO和第一電位器Wl的阻值調(diào)整為總共Ik Ω時，輸出電壓UtlI隨溫度的變化為lmv/K，把輸出電壓UtlI 送到處理器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù)再送到計(jì)算機(jī)中用測量分析軟件計(jì)算處理后就可以得到所測的溫度值。所述的測量轉(zhuǎn)換單元還包括連接第二溫度傳感器的第二溫度信號轉(zhuǎn)換電路，如圖 3，第二溫度信號轉(zhuǎn)換電路包括第一運(yùn)算放大器U1、第二電阻R11、第三電阻R12、第四電阻 R13、第二電位器W2，第二電阻Rll的第二端與第二電位器W2的第一靜接點(diǎn)相連接，第二電位器W2的第二靜接點(diǎn)和動接點(diǎn)連接+6V電源，第二電阻Rll的第一端與第二溫度傳感器 (型號也采用 AD590)的信號輸出端之間相連的中間接點(diǎn)連接第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端，第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端通過第三電阻R12接地，第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端與輸出端之間連接第四電阻R13，第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端U02連接處理器的第二溫度傳感信號輸入接腳。溫度傳感器AD590在進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量時，要采用屏蔽線，以消除電磁干擾。若要達(dá)到與攝氏溫度成正比的電壓輸出，可以用第一運(yùn)算放大器Ul的反向加法器電路來實(shí)現(xiàn)電流/電壓轉(zhuǎn)換；第二溫度信號轉(zhuǎn)換電路的設(shè)置是在0°c時，電路的輸出為零；高于o°c時， 電路的輸出電壓為正值；低于0°c時，電路的輸出電壓為負(fù)值。第二電位器W2用于調(diào)整零點(diǎn)，在0°C時，使第一運(yùn)算放大器Ul的輸出電壓Uq2=0 ；第四電阻R13用于調(diào)整第一運(yùn)算放大器Ul的增益，在100°C，使第一運(yùn)算放大器Ul的輸出電壓U。2等于設(shè)計(jì)值(例如1.00V)。所述的試驗(yàn)條件控制單元包括傳感器所在環(huán)境溫度加熱電路和傳感器所在環(huán)境溫度散熱電路所述的傳感器所在環(huán)境溫度加熱電路如圖4，包括第五電阻R1、第六電阻R2、第七電阻R3、第八電阻R4以及第一光電耦合器IC1、第一電容Cl、第一功率管VT1、電熱絲R5，第一光電耦合器ICl輸入端的正極通過第五電阻Rl連接處理器的相應(yīng)傳感器環(huán)境溫度加熱控制信號輸出接腳，第一光電耦合器ICl輸入端的負(fù)極接地，第一光電耦合器ICl輸出端第一接腳通過第六電阻R2連接+5V電源，第一光電耦合器ICl輸出端第一接腳還通過第七電阻R3連接第一功率管VTl的柵極，第七電阻R3與第一功率管VTl的柵極之間的中間接腳第一路通過第八電阻R4接地，第二路通過第一電容Cl接地；第一功率管VTl的源極接地， 第一功率管VTl的漏極串接電熱絲R5后連接+12V電源；第一光電耦合器ICl輸出端第二接腳接地；本實(shí)施例中，由處理器TMS320F2812的92引腳輸出PWM信號到第五電阻Rl，經(jīng)第一光電耦合器ICl隔離，PWM信號經(jīng)過第七電阻R3加到第一功率管VTl (采用VTD3055L) 的柵極上，使第一功率管VTl導(dǎo)通，電熱絲R5得電開始發(fā)熱。第一電容Cl為0. 1 # F的獨(dú)石電容，用于將PWM脈沖信號平滑為脈動稍小的柵極電壓，同時減少了 di/dt，對第一功率管VTl起保護(hù)作用。當(dāng)需要溫度上升快時，增加處理器92腳輸出的PWM信號的占空比，電熱絲R5中的平均電流增大，發(fā)熱功率提高，反之，減小處理器92腳輸出的PffM信號的占空比，則降低電熱絲R5的發(fā)熱功率，降低發(fā)熱效率。圖3中第五電阻Rl為500 — 第六電阻R2為IOk 第七電阻R3為Ik Ω，第八電阻R4為IOk所述的傳感器所在環(huán)境溫度散熱電路如圖5，包括第九電阻R6、第十電阻R7、第十一電阻R8、第十二電阻R9以及第二光電耦合器IC2、第二電容C2、第二功率管VT2、散熱風(fēng)扇Μ，第二光電耦合器IC2輸入端的正極通過第九電阻R6連接處理器的相應(yīng)傳感器環(huán)境溫度散熱控制信號輸出接腳，第二光電耦合器IC2輸入端的負(fù)極接地，第二光電耦合器IC2 輸出端第一接腳通過第十電阻R7連接+5V電源，第二光電耦合器IC2輸出端第一接腳還通過第十一電阻R8連接第二功率管VT2的柵極，第十一電阻R8與第二功率管VT2的柵極之間的中間接腳第一路通過第十二電阻R9接地，第二路通過第二電容C2接地；第二功率管 VT2的源極接地，第二功率管VT2的漏極連接散熱風(fēng)扇M的第一接腳，散熱風(fēng)扇M的第二接腳連接電源；第二光電耦合器IC2輸出端第二接腳接地。散熱風(fēng)扇M的兩端并接續(xù)流二極管VD1，續(xù)流二極管VDl的正極連接第二功率管VT2的漏極。所述 的傳感器所在環(huán)境溫度散熱電路如圖5，即把圖4中的電熱絲R5換成無刷直流風(fēng)扇M，工作原理同圖4，這里不再贅述。采用散熱風(fēng)扇M可使溫度傳感器的環(huán)境溫度降低。第九電阻R6接到處理器TMS320F2812的93引腳上，通過處理器TMS320F2812的93引腳輸出的驅(qū)動信號的占空比的改變來改變直流風(fēng)扇M的轉(zhuǎn)速，從而根據(jù)需要改變溫度傳感器所在環(huán)境溫度的降速。為保護(hù)第二功率管VT2，在直流電機(jī)M兩端并聯(lián)一只續(xù)流二極管 VDl。所述的測量轉(zhuǎn)換單元還包括壓力傳感器信號轉(zhuǎn)換電路、濕度傳感器信號轉(zhuǎn)換電路、電流信號轉(zhuǎn)換電路、電壓信號轉(zhuǎn)換電路、頻率信號轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換電路、位移信號轉(zhuǎn)換電路、力信號轉(zhuǎn)換電路、振動信號轉(zhuǎn)換電路、加速度信號轉(zhuǎn)換電路。所述的試驗(yàn)條件控制單元還包括用于檢測壓力、濕度、電流、電壓、頻率、轉(zhuǎn)速、位移、力、振動、加速度的傳感器的相應(yīng)試驗(yàn)條件控制電路。本實(shí)用新型的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置可應(yīng)用到科研院所的傳感器分析及應(yīng)用研究、高校傳感器有關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、高職高專及中專的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，企業(yè)也可以應(yīng)用本實(shí)用新型的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)及研究、檢測等。本實(shí)用新型的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置具有如下特點(diǎn)1、能自動分析出有關(guān)傳感的各項(xiàng)參數(shù)、完成圖表輸出；2、能自動完成傳感器測量所需的外部條件；3、TMS320F2812有16通道的12位ADC，測量精度高，能同時檢測16路傳感器，經(jīng) CMOS模擬開關(guān)可檢測更多；4、運(yùn)算能力強(qiáng)、有自校準(zhǔn)功能；5、系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高；6、應(yīng)用面廣。
權(quán)利要求1.一種傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其特征在于包括處理器、測量轉(zhuǎn)換單元以及用于控制傳感器試驗(yàn)環(huán)境條件的試驗(yàn)條件控制單元，測量轉(zhuǎn)換單元的采集信號輸入端分別用于連接相應(yīng)傳感器的信號輸出端，測量轉(zhuǎn)換單元的相應(yīng)轉(zhuǎn)換信號輸出端分別連接處理器的相應(yīng)信號輸入端；試驗(yàn)條件控制單元的信號輸入端連接處理器的試驗(yàn)條件控制信號輸出端； 處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口用于與上位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸端口相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其特征在于測量轉(zhuǎn)換單元包括連接第一溫度傳感器的第一溫度信號轉(zhuǎn)換電路。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其特征在于第一溫度信號轉(zhuǎn)換電路包括第一電阻、第一電位器，第一電阻的第二端與第一電位器的第一靜接點(diǎn)相連接，第一電阻的第一端與第一溫度傳感器的信號輸出端之間相連的中間接點(diǎn)連接處理器的第一溫度傳感信號輸入接腳，第一電位器的動接點(diǎn)和第二靜接點(diǎn)接地。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其特征在于測量轉(zhuǎn)換單元包括連接第二溫度傳感器的第二溫度信號轉(zhuǎn)換電路。
5.如權(quán)利要求4所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其特征在于第二溫度信號轉(zhuǎn)換電路包括第一運(yùn)算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第二電位器，第二電阻的第二端與第二電位器的第一靜接點(diǎn)相連接，第二電位器的第二靜接點(diǎn)和動接點(diǎn)連接電源，第二電阻的第一端與第二溫度傳感器的信號輸出端之間相連的中間接點(diǎn)連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端，第一運(yùn)算放大器的同相輸入端通過第三電阻接地，第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間連接第四電阻，第一運(yùn)算放大器的輸出端連接處理器的第二溫度傳感信號輸入接腳。
6.如權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其特征在于試驗(yàn)條件控制單元包括傳感器所在環(huán)境溫度加熱電路和傳感器所在環(huán)境溫度散熱電路。
7.如權(quán)利要求6所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的傳感器所在環(huán)境溫度加熱電路包括第五、第六、第七、第八電阻以及第一光電耦合器、第一電容、第一功率管、電熱絲，第一光電耦合器輸入端的正極通過第五電阻連接處理器的相應(yīng)傳感器環(huán)境溫度加熱控制信號輸出接腳，第一光電耦合器輸入端的負(fù)極接地，第一光電耦合器輸出端第一接腳通過第六電阻連接電源，第一光電耦合器輸出端第一接腳還通過第七電阻連接第一功率管的柵極，第七電阻與第一功率管的柵極之間的中間接腳第一路通過第八電阻接地， 第二路通過第一電容接地；第一功率管的源極接地，第一功率管的漏極通過電熱絲連接電源；第一光電耦合器輸出端第二接腳接地。
8.如權(quán)利要求6所述的傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的傳感器所在環(huán)境溫度散熱電路包括第九、第十、第十一、第十二電阻以及第二光電耦合器、第二電容、第二功率管、散熱風(fēng)扇，第二光電耦合器輸入端的正極通過第九電阻連接處理器的相應(yīng)傳感器環(huán)境溫度散熱控制信號輸出接腳，第二光電耦合器輸入端的負(fù)極接地，第二光電耦合器輸出端第一接腳通過第十電阻連接電源，第二光電耦合器輸出端第一接腳還通過第十一電阻連接第二功率管的柵極，第十一電阻與第二功率管的柵極之間的中間接腳第一路通過第十二電阻接地，第二路通過第二電容接地；第二功率管的源極接地，第二功率管的漏極連接散熱風(fēng)扇的第一接腳，散熱風(fēng)扇的第二接腳連接電源；第二光電耦合器輸出端第二接腳接地。
專利摘要一種傳感器智能測量試驗(yàn)裝置，其中包括處理器、測量轉(zhuǎn)換單元以及用于控制傳感器試驗(yàn)環(huán)境條件的試驗(yàn)條件控制單元，測量轉(zhuǎn)換單元的采集信號輸入端分別用于連接相應(yīng)傳感器的信號輸出端，測量轉(zhuǎn)換單元的相應(yīng)轉(zhuǎn)換信號輸出端分別連接處理器的相應(yīng)信號輸入端；試驗(yàn)條件控制單元的信號輸入端連接處理器的試驗(yàn)條件控制信號輸出端；處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口用于與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸端口相連接。處理器通過試驗(yàn)條件控制單元控制相應(yīng)傳感器的試驗(yàn)環(huán)境條件，相應(yīng)傳感器輸出的信號通過測量轉(zhuǎn)換單元處理后送入處理器進(jìn)行分析計(jì)算，減少人工操作，提高效率。
文檔編號G01D18/00GK202141471SQ20112017452
公開日2012年2月8日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者付紅丹, 姚曉輝, 徐海, 李冰, 王娜娜, 王歡, 王浩, 石國巖, 陳偉, 魯冬 申請人:徐海, 魯冬