本發(fā)明涉及試驗測試技術領域，具體涉及一種基于電阻熱效應的多通道集成測溫信號調理裝置。

背景技術：

熱電阻的工作原理是：基于電阻的熱效應進行溫度測量，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性，當溫度傳感器PT100溫度為0℃時它的阻值為100歐姆，在100℃時它的阻值約為138.5歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成均勻增長的。溫度傳感器PT100與變換器配套使用，變換器把鉑電阻測得的電阻信號轉換放大為電壓信號。因此，只要測量出電壓信號變化就可得出溫度值。近年來，用于測量發(fā)射裝置表面晝夜溫度的日照試驗逐漸增多，尤其在航空航天領域，為了研究發(fā)射箱體長時間暴露在強光、晝夜溫差大等惡劣環(huán)境下，箱體內部溫度與氣壓變化對導彈影響，溫度測量對發(fā)射裝置研發(fā)設計具有重要意義，鉑電阻精度高、體積小、長期穩(wěn)定性好、線性好、性能可靠等優(yōu)點，體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。

溫度傳感器PT100工作需要±15V電源供電，當多路傳感器同時測量時，可通過±15V供電集成模塊為所有溫度傳感器提供電源，同時保證供電模板輸出端的連接器接口一致。另外，傳感器產生的電壓輸出信號，不能直接進行采樣，需要經過一定的信號調理才能進入采集系統(tǒng)。當多路信號同時輸入時，還要保證信號之間的不串擾，這就需要設計標準統(tǒng)一的輸入輸出模塊。

針對以上情況，需要專門設計一種基于電阻熱效應的多通道集成測溫信號調理裝置，實現(xiàn)多通道信號輸入輸出、模塊集成化高、具備安全可靠性等設計目標。

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是：如何設計一種基于電阻熱效應的多通道集成測溫信號調理裝置，實現(xiàn)多通道信號輸入輸出、模塊集成化高、具備安全可靠性的設計目標。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于電阻熱效應的多通道集成測溫信號調理裝置，包括電源模塊U1、電源開關U5、電源調理模塊、LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4，信號調理模塊和過流保護模塊U2；

所述電源模塊U1把220V交流變成直流，再把直流轉換成所需要的振幅高頻脈沖電源，最后再把這高脈沖電壓整流，電容濾波輸出所需的5V與±15V電壓，為溫度傳感器供電；電源模塊U1、過流保護模塊U2與電源開關U5通過導線連接起來，組成一個閉合的有源電路；當信號調理裝置接通220V電源，同時打開電源開關U5即保持ON的狀態(tài)，此時電源模塊U1指示燈亮，表明其已正常工作；

所述LED數(shù)碼顯示模塊為電源模塊提供顯示功能，電源模塊U1各端分別與LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4相應的端子通過導線連接；電源模塊U1處于工作狀態(tài)時，LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4分別顯示+15V、-15V電壓值，以此保證電源模塊U1提供給溫度傳感器的工作電壓正確；

所述電源調理模塊包括+15V電源調理模塊X1和-15V電源調理模塊X2，分別用于為溫度傳感器提供+15V、-15V工作電壓，其中+15V電源調理模塊X1與-15V電源調理模塊X2分別由11個接線端子組成，各接線端子通過金屬片連接，保證所有+15V、-15V電壓處于等電勢；

所述信號調理模塊包括信號輸入模塊X3和信號輸出模塊X4，這兩模塊分別由20組接線端子構成，用于溫度傳感器輸出電壓信號的調理，起到連接信號調理裝置輸入端即后面板與輸出端即前面板的作用，其中信號輸入模塊X3和信號輸出模塊X4的輸入端分別與后面板20通道對應的連接器芯點連接，同時信號輸入模塊X3和信號輸出模塊X4的輸出端分別與前面板20通道對應的連接器芯點連接，所述前面板用于實現(xiàn)溫度傳感器輸出信號的采集與記錄；

所述過流保護模塊U2安裝于信號調理裝置的后面板，起到保護內部元器件的作用。

優(yōu)選地，信號輸入模塊X3和信號輸出模塊X4之間通過隔板進行絕緣。

優(yōu)選地，所述電源模塊U1把220V交流通過二極管整流電容濾波變成直流，再通過高頻振蕩發(fā)生器、開關管和高頻開關變壓器的作用，把直流轉換成所需要的振幅高頻脈沖電源，最后再通過高頻二極管把這高脈沖電壓整流。

優(yōu)選地，所述LED數(shù)碼顯示模塊安裝于信號調理裝置的前面板。

優(yōu)選地，所述電源模塊U1、電源調理模塊安裝于信號調理裝置的底板。

優(yōu)選地，所述信號調理裝置采用LXA型鋁合金機箱，后面板輸入端口和前面板輸出端口均采用XS系列推拉式連接器。

(三)有益效果

本發(fā)明采用便攜式箱體結構，所有輸入端與輸出端采用XS系列推拉式連接器，溫度傳感器采用集成供電，信號調理采用一一對應設計，提高測試可靠性；該裝置集成了電源模塊和信號調理電路，通過轉換可以實現(xiàn)多輸入多輸出功能，同時輸入與輸出端統(tǒng)一連接器接口，制作成本不足千元。采用該裝置可以避免在測試現(xiàn)場配置穩(wěn)壓電源裝置、信號調理板和鋪設大量測試電纜的情況，以最小的投入成本實現(xiàn)最大的效益；將穩(wěn)壓電源供電功能、信號調理模塊集成到一個機箱內，實現(xiàn)了測試現(xiàn)場溫度傳感器測量端與數(shù)據采集設備的快速連接、調試，大大縮短了試驗準備時間；該裝置集成度高，輕巧實用，成本低廉，性能可靠，既提高了工作效率，又保證了工作質量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的信號調理裝置底板電路示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的信號調理裝置后面板電路示意圖；其中c、信號調理裝置輸出端電路模塊，d、過流保護模塊；

圖3為本發(fā)明實施例的信號調理裝置前面板電路示意圖；其中a、信號調理裝置輸入端電路模塊，b、LED數(shù)碼顯示模塊。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、內容、和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明實施例提供了一種基于鉑電阻熱效應的多通道集成測溫信號調理裝置，包括電源模塊U1、電源開關U5、電源調理模塊、LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4，信號調理模塊和過流保護模塊U2；

所述電源模塊U1把220V交流通過二極管整流電容濾波變成直流，再通過高頻振蕩發(fā)生器、開關管和高頻開關變壓器的作用，把直流轉換成所需要的振幅高頻脈沖電源，最后再通過高頻二極管把這高脈沖電壓整流，電容濾波輸出所需的5V與±15V電壓，為溫度傳感器供電；電源模塊U1、過流保護模塊U2與電源開關U5通過導線連接起來，組成一個閉合的有源電路；當信號調理裝置接通220V電源，同時打開電源開關U5即保持ON的狀態(tài)，此時電源模塊U1指示燈亮，表明其已正常工作；

所述LED數(shù)碼顯示模塊對電源模塊進行直觀顯示，電源模塊U1的+5V、GND、+V1及-V1端分別與LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4相應的端子通過導線連接；電源模塊U1處于工作狀態(tài)時，LED數(shù)碼顯示模塊U3、U4分別顯示+15V、-15V電壓值，以此保證電源模塊U1提供給溫度傳感器的工作電壓正確，LED數(shù)碼顯示模塊可測直流電壓0～220V和-220V～0量程，信號調理裝置選用HB5135B純平、超薄全封閉機殼、LED數(shù)碼顯示。LED數(shù)碼顯示為5V供電，顯示器大小為1寸，顯示位數(shù)為三位，該LED顯示模塊可直觀的告訴使用者信號調理裝置給溫度傳感器的供電情況，包括供電是否正確、是否已經供電，也可以反映電源模塊的工作情況，幫助設備使用操作者清楚調理裝置的運行狀態(tài)。

所述電源調理模塊包括+15V電源調理模塊X1和-15V電源調理模塊X2，分別用于為20個溫度傳感器提供+15V、-15V工作電壓，保證溫度傳感器正常的工作電源，其中+15V電源調理模塊X1與-15V電源調理模塊X2分別由11個接線端子組成，11個接線端子并列組成一排，各接線端子通過金屬片連接，保證所有+15V、-15V電壓處于等電勢，電源端提供給20個溫度傳感器的壓數(shù)值一致，減小供電電源引起的測量誤差降，實現(xiàn)溫度測量數(shù)據的高精度、高可靠性。電源模塊U1的+15V、-15V通過導線與X1、X2模塊的DY1+、DY1-連接，X1模塊的DY1+-1～DY1+-20和X2模塊的DY1--1～DY1--20分別與圖2信號調理裝置后面板的φ12連接器芯點通過導線焊接，后面板連接器數(shù)量為20個，分別對應20通道，這樣就完成了20個溫度傳感器+15V、-15V供電。

所述信號調理模塊實行一對一輸入輸出傳輸模式，通道互不干擾工作，包括信號輸入模塊X3和信號輸出模塊X4，這兩模塊分別由20組接線端子構成，用于溫度傳感器輸出電壓信號的調理，起到連接信號調理裝置輸入端即后面板與輸出端即前面板的作用，其中信號輸入模塊X3和信號輸出模塊X4的輸入端分別與后面板20通道對應的連接器芯點連接，同時信號輸入模塊X3和信號輸出模塊X4的輸出端分別與前面板20通道對應的連接器芯點連接，信號輸入模塊X3和信號輸出模塊X4之間通過隔板進行絕緣，實現(xiàn)每路傳感器輸出的電壓信號不串行、不干擾，同時輸出信號出現(xiàn)故障時便于問題的快速查找與定位。所述前面板用于實現(xiàn)溫度傳感器輸出信號的采集與記錄；前面板與數(shù)據采集設備通過測試電纜連接，前面板與溫度傳感器也通過測試電纜相連，實現(xiàn)溫度傳感器輸出信號的采集與記錄，從而實現(xiàn)后面板和前面板分別為信號調理裝置的輸入、輸出。

所述信號調理裝置采用LXA型鋁合金機箱，后面板輸入端口和前面板輸出端口均采用XS系列推拉式連接器——XS系列φ12航空標準連接器，具有高可靠性。所述過流保護模塊U2安裝于信號調理裝置的后面板，起到保護內部元器件的作用當電流超過設定電流時候，設備自動斷電，以保護設備，220V電源配備過流熔斷保險絲，有效保護內部電路的設備的可靠運行。所述LED數(shù)碼顯示模塊安裝于信號調理裝置的前面板。所述電源模塊U1、電源調理模塊安裝于信號調理裝置的底板。

多通道集成測溫信號調理裝置可保證20路溫度傳感器同時工作，并將輸出信號進行調理。下面以一個傳感器工作時的信號調理為例進行說明。首先，將溫度傳感器通過測試電纜連接到信號調理裝置通道1的輸入端口即CH1-1，再把通道1對應的輸出端口CH1、數(shù)據采集設備及控制計算機連接起來。其次，信號調理裝置接通220V電源，打開電源開關。兩塊LED數(shù)碼顯示模塊分別顯示+15V、-15V，表明電源模塊給溫度傳感器提供的+15V、-15V電源正常。最后，啟動數(shù)據采集設備和控制計算機，這就完成了一個溫度傳感器信號的調理與采集。

本裝置配合溫度傳感器與數(shù)采設備可實現(xiàn)溫度測試，采用模塊化集成設計，極大的提高了試驗現(xiàn)場的工作效率。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。