一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，在航天相機(jī)的主體和鏡頭的溫度監(jiān)測中使用，可為相機(jī)主體和鏡頭溫度控制的提供參數(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式測溫裝置可監(jiān)測相機(jī)鏡頭和主體的溫度，參與閉環(huán)溫度控制，提高相機(jī)成像質(zhì)量。以往的測溫裝置由熱敏電阻、分壓電路、模擬開關(guān)、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器組成，如圖2所示。來自相機(jī)主體和鏡頭的熱敏電阻阻值通過分壓電路轉(zhuǎn)換為電壓值，該電壓經(jīng)模擬開關(guān)選通后，由放大器放大，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器采集、量化后通過數(shù)據(jù)總線傳送給單片機(jī)。以往測溫裝置不但電路規(guī)模大而且需要使用±12V供電，并且無校準(zhǔn)電路，所以電路較為復(fù)雜，精度低，供電要求高，功耗和體積也大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，解決在航天相機(jī)的主體和鏡頭的溫度監(jiān)測中使用，可為相機(jī)主體和鏡頭溫度控制的提供參數(shù)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案為:一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，包括電源VCC、分壓電路、單刀四擲開關(guān)、AD轉(zhuǎn)換裝置；分壓電路包括分壓電阻、熱敏電阻、校準(zhǔn)電阻、基準(zhǔn)電壓電路、濾波電容、阻抗匹配電阻；單刀四擲開關(guān)包括一個(gè)動端和四個(gè)不動端，分別為第一不動端、第二不動端、第三不動端、第四不動端；
[0005]電源VCC的輸出連接基準(zhǔn)電壓電路的輸入，基準(zhǔn)電壓電路的輸出連接分壓電阻的一端、分壓電阻的另一端的第一路連接單刀四擲開關(guān)的動端、分壓電阻的另一端的第二路連接阻抗匹配電阻R2的一端，分壓電阻的另一端的第三路連接濾波電容的一端，濾波電容的另一端接地，阻抗匹配電阻R2的另一端連接AD轉(zhuǎn)換裝置的模擬輸入端，AD轉(zhuǎn)換裝置的輸出作為該航天相機(jī)用分布式測溫裝置的數(shù)字輸出端；
[0006]單刀四擲開關(guān)的第一不動端通過校準(zhǔn)電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第二不動端通過校準(zhǔn)電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第三不動端通過熱敏電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第四不動端通過熱敏電阻接地；
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0008](I)本發(fā)明由于采用的AD轉(zhuǎn)換裝置ADC128S102集成了模擬開關(guān)、采集、12bit量化功能，電路簡單，整個(gè)測溫裝置只需單一 +5V供電；加入校準(zhǔn)回路提供校準(zhǔn)參數(shù)，提高測量精度；因此該電路規(guī)模小，供電簡單，精度度高。
[0009](2)本發(fā)明可通過校準(zhǔn)電阻的電壓值對溫度值校正，提高溫度采集精度，并根據(jù)電壓電阻對應(yīng)關(guān)系及熱敏電阻的電阻-溫度特性曲線反推出測溫點(diǎn)的溫度值。
[0010](3)本發(fā)明在單刀四擲的不動端和地之間并聯(lián)濾波電容Cl，濾去線上串?dāng)_提高輸入的穩(wěn)定性。
[0011](4)本發(fā)明在基準(zhǔn)電壓電路的輸出和單刀四擲開關(guān)不動端之間的分壓電阻采用精密電阻，提高分壓電阻的精度和穩(wěn)定度，從而提高溫度采集的精度。
[0012](5)本發(fā)明在基準(zhǔn)電壓電路的輸出和單刀四擲開關(guān)不動端之間的分壓電阻采用1kQ阻值既滿足在溫度變化時(shí)電壓變化幅度較大，又使熱敏電阻本身發(fā)熱較小。
[0013](6)本發(fā)明在單刀四擲開關(guān)不動端和模擬輸入之間的阻抗匹配電阻減少模擬輸入端的阻抗突變，提高輸入信號質(zhì)量。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成示意圖；
[0015]圖2為原有測溫裝置的系統(tǒng)組成示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明分壓電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的基本思路為:將熱敏電阻，串接基準(zhǔn)電阻，使用基準(zhǔn)電壓電路供電，將分壓后的熱敏電阻兩端連接到AD轉(zhuǎn)換裝置(ADC128S102)模擬輸入端，同時(shí)將校準(zhǔn)電阻，串接與前述相同阻值的基準(zhǔn)電阻，以及使用同樣的基準(zhǔn)電壓電路供電，將分壓后的校準(zhǔn)電阻兩端也連接到AD轉(zhuǎn)換裝置(ADC128S102)模擬輸入端，AD轉(zhuǎn)換裝置(ADC128S102)將輸入的電壓值采集、量化成12bit的數(shù)字量，提供溫度值及校準(zhǔn)參數(shù)。
[0018]上述方案的原理是:首先熱敏電阻將溫度值轉(zhuǎn)換成電阻值，分壓電路將熱敏電阻的阻值轉(zhuǎn)換成電壓值；接著AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換裝置采集、量化熱敏電阻電壓值及校準(zhǔn)電阻的電壓值，得出轉(zhuǎn)換后的溫度值及校準(zhǔn)參數(shù)值。使用時(shí)可通過校準(zhǔn)電阻的電壓值對溫度值校正，并根據(jù)電壓電阻對應(yīng)關(guān)系及熱敏電阻的電阻-溫度特性曲線反推出測溫點(diǎn)的溫度值。
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]如圖1所示，一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，包括電源VCC、分壓電路、單刀四擲開關(guān)、AD轉(zhuǎn)換裝置；分壓電路包括分壓電阻R1、熱敏電阻(R3和R4)、校準(zhǔn)電阻(R5和R6)、基準(zhǔn)電壓電路、濾波電容Cl、阻抗匹配電阻R2 ;單刀四擲開關(guān)包括一個(gè)動端和四個(gè)不動端，分別為第一不動端、第二不動端、第三不動端、第四不動端；分壓電阻使用北京七一八友晟電子有限公司的RJK52系列精密電阻，阻值為1kQ。
[0021]電源VCC的輸出連接基準(zhǔn)電壓電路的輸入，基準(zhǔn)電壓電路的輸出連接分壓電阻Rl的一端、分壓電阻Rl的另一端的第一路連接單刀四擲開關(guān)的動端、分壓電阻Rl的另一端的第二路連接阻抗匹配電阻R2的一端，分壓電阻Rl的另一端的第三路連接濾波電容的一端，濾波電容Cl的另一端接地，阻抗匹配電阻R2的另一端連接AD轉(zhuǎn)換裝置的模擬輸入端，AD轉(zhuǎn)換裝置的輸出作為該航天相機(jī)用分布式測溫裝置的數(shù)字輸出端，AD轉(zhuǎn)換裝置的輸出為12bit的數(shù)字量。
[0022]單刀四擲開關(guān)的第一不動端通過校準(zhǔn)電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第二不動端通過校準(zhǔn)電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第三不動端通過熱敏電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第四不動端通過熱敏電阻接地；
[0023]具體實(shí)施例如下:
[0024]如圖3所示，基準(zhǔn)電壓電路，采用意法半導(dǎo)體集團(tuán)(ST)的型號為RHFL4913S50的穩(wěn)壓器芯片，將VCC電源提供的+5.5V轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的+5V作為基準(zhǔn)電壓，熱敏電阻R3、R4采集測溫點(diǎn)的溫度值，熱敏電阻R3、R4，校準(zhǔn)電阻R5、R6分別通過單刀四擲開關(guān)的四個(gè)不動端的切換，與連接在單刀四擲開關(guān)的動端的基準(zhǔn)電阻Rl串接于穩(wěn)定的+5V和地之間組成分壓電路，熱敏電阻R3、R4的和校準(zhǔn)電阻R5、R6的接入由單刀四擲開關(guān)切換，在單刀四擲的不動端和地之間并聯(lián)濾波電容Cl，濾去線上串?dāng)_提高輸入的穩(wěn)定性，在AD轉(zhuǎn)化裝置的輸入端串接阻抗匹配電阻R2。阻抗匹配電阻R2的阻值為33 Ω。
[0025]校準(zhǔn)電阻(R5、R6)、分壓電阻(Rl)、基準(zhǔn)電壓電路提供校準(zhǔn)電壓做誤差修訂使用，采用濾波電容Cl、阻抗匹配電阻R2提高信號質(zhì)量從而提高測溫精度。
[0026]基準(zhǔn)電壓電路采用意法半導(dǎo)體集團(tuán)(ST)的型號為RHFL4913S50的穩(wěn)壓器芯片。
[0027]AD轉(zhuǎn)換裝置采用意法半導(dǎo)體集團(tuán)(ST)的型號為ADC128S102的AD轉(zhuǎn)換器。
[0028]校準(zhǔn)電阻(R5和R6)采用北京七一八友晟電子有限公司的RJK52系列精密電阻，阻值分別為測溫范圍下溫度最高時(shí)熱敏電阻的阻值和溫度最低時(shí)熱敏電阻的阻值。
[0029]濾波電容(Cl)采用的型號為成都宏明電子科大新材料有限公司的CC41L-0805-100V-CG-221J。
[0030]本發(fā)明詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:包括電源VCC、分壓電路、單刀四擲開關(guān)、AD轉(zhuǎn)換裝置；分壓電路包括分壓電阻、熱敏電阻、校準(zhǔn)電阻、基準(zhǔn)電壓電路、濾波電容、阻抗匹配電阻；單刀四擲開關(guān)包括一個(gè)動端和四個(gè)不動端，分別為第一不動端、第二不動端、第三不動端、第四不動端； 電源VCC的輸出連接基準(zhǔn)電壓電路的輸入，基準(zhǔn)電壓電路的輸出連接分壓電阻的一端、分壓電阻的另一端的第一路連接單刀四擲開關(guān)的動端、分壓電阻的另一端的第二路連接阻抗匹配電阻R2的一端，分壓電阻的另一端的第三路連接濾波電容的一端，濾波電容的另一端接地，阻抗匹配電阻R2的另一端連接AD轉(zhuǎn)換裝置的模擬輸入端，AD轉(zhuǎn)換裝置的輸出作為該航天相機(jī)用分布式測溫裝置的數(shù)字輸出端； 單刀四擲開關(guān)的第一不動端通過校準(zhǔn)電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第二不動端通過校準(zhǔn)電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第三不動端通過熱敏電阻接地，單刀四擲開關(guān)的第四不動端通過熱敏電阻接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述基準(zhǔn)電壓電路采用意法半導(dǎo)體集團(tuán)ST的型號為RHFL4913S50的穩(wěn)壓器芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述AD轉(zhuǎn)換裝置采用意法半導(dǎo)體集團(tuán)ST的型號為ADC128S102的AD轉(zhuǎn)換裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述AD轉(zhuǎn)換裝置的輸出為12bit的數(shù)字量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述基準(zhǔn)電壓電路的輸出為+5V。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述的校準(zhǔn)電阻采用北京七一八友晟電子有限公司的RJK52系列精密電阻，阻值分別為測溫范圍下溫度最高時(shí)熱敏電阻的阻值和溫度最低時(shí)熱敏電阻的阻值。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述的分壓電阻使用北京七一八友晟電子有限公司的RJK52系列精密電阻，阻值為1kQ。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述的濾波電容采用的型號為成都宏明電子科大新材料有限公司的CC41L-0805-100V-CG-221J。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述的阻抗匹配電阻R2的阻值為33 Ω。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天相機(jī)用分布式測溫裝置，其特征在于:所述的電源VCC輸出的電壓為+5.5V。
【專利摘要】一種航天相機(jī)用分布式測溫裝置，包括熱敏電阻、分壓電路、基準(zhǔn)電壓電路、校準(zhǔn)電阻、AD轉(zhuǎn)換裝置，熱敏電阻分布在各測溫點(diǎn)將溫度值轉(zhuǎn)換為電阻值，分壓電路和基準(zhǔn)電壓電路將熱敏電阻阻值轉(zhuǎn)換為電壓值，AD轉(zhuǎn)換裝置將電壓值采樣、量化，校準(zhǔn)電阻和分壓電路及基準(zhǔn)電壓電路提供兩路校準(zhǔn)值，校正AD轉(zhuǎn)換裝置采集的比例系數(shù)和零偏，本實(shí)用新型所述的分布式測溫裝置具有集成度高、精度高、功耗低、等優(yōu)點(diǎn)，在航天相機(jī)的主體和鏡頭的溫度監(jiān)測中使用，以及為主體和鏡頭溫度控制的提供參數(shù)。
【IPC分類】G01K7/22
【公開號】CN204718704
【申請?zhí)枴緾N201520343828
【發(fā)明人】張鵬, 常霞, 石志成, 趙筱琳, 聶浩, 李坤, 唐士建
【申請人】北京空間機(jī)電研究所
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月25日