[實用新型]高精度數字式光纖傳感測溫儀

無效

• 申請號: 00261369.7
• 申請日: 2000-12-08
• 公開（公告）號: CN2453416Y
• 公開（公告）日: 2001-10-10
• 發明（設計）人: 李寶奇;王俊強;王寶奎
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J5/54
• 分類號: G01J5/54
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳翠蘭

本實用新型涉及非接觸式紅外測溫領域，特別涉及一種高精度數字式光纖傳感測溫儀。

目前所生產的非接觸式測溫儀，雖然線路簡單、成本低，但存在著很多缺陷。首先，由于二極管的導通電壓、導通電阻離散性大，造成系列產品一致性差；另外，二極管臨近導通區的非線性對電路的影響，使得測量誤差增大；還有，電阻網絡內部各個電阻阻值互相影響，嚴重影響線性校正的效果，且不同溫度段的產品，電阻值各異，裝配工藝經常變更，易出錯。

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提出一種高精度數字式光纖傳感測溫儀，它提高了產品的精度，改善產品的一致性，簡化了生產工藝，提高了效率和產品的穩定性，更加適合大批量生產。

為達到上述目的，本實用新型的解決方案是：它包括六部分電路：工作電源電路的輸出端分別接光電轉換電路、信號放大電路、數字處理電路、輸出電路的各芯片，光電轉換電路的輸出端接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端接數字處理電路的輸入端，數字處理電路的輸出端接輸出電路的輸入端，數字處理電路的接有報警電路；光電轉換電路的探測器將光纖傳來的幅射能量轉變為電信號，再經信號放大電路的三級放大后接數字處理電路的A/D轉換器變成數字信號傳到單片機中，單片機先對信號作出判斷，再調用合適的函數表達式，求出和實際溫度相對應的數字電壓值，經D/A轉換器變成標準電壓值，然后輸出到輸出電路，送到用戶的二次儀表上。在單片機的端口8腳接有報警電路，當被測物體的溫度在正常測溫范圍內時，8腳為低電平，綠色發光二極管D8亮，表示溫度正常。當被測物體的溫度超出測溫范圍時，8腳為高電平，紅色發光二極管D9亮，表示溫度異常。

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。

圖1是本實用新型的整體框圖。

圖2是本實用新型的電路圖。

參見圖1，本實用新型包括六部分電路：工作電源電路1的輸出端分別接信號放大電路3、數字處理電路4、輸出電路5的各芯片，光電轉換電路2的輸出端接信號放大電路3的輸入端，信號放大電路3的輸出端接數字處理單元4的輸入端，數字處理單元4的輸出端接輸出電路5的輸入端，數字處理單元4的單片機8腳接有報警電路6。其工作原理是：光電轉換電路2的探測器將光纖傳來的幅射能量轉變為電信號，再經信號放大電路3的三級放大后接數字處理單元4的A/D轉換器變成數字信號傳到單片機中，單片機先對信號作出判斷，再調用合適的函數表達式，求出和實際溫度相對應的數字電壓值，經D/A轉換器變成標準電壓值，然后輸出到輸出電路5，送到用戶的二次儀表上。

參見圖2，本實用新型的六部分電路的具體連接和工作原理是：

電源電路1由輸入端的二極管D3的陽極、二極管D4的陰極、二極管D5的陰極分別連接型號為CM7808、CM7908、CM7805的輸入端組成。其工作原理是：在輸入端輸入+12V、-12V的電壓，經CM7808、CM7908、CM7805轉化為+8V、-8V、+5V的電壓。+8V、-8V供光電轉換電路2中的U1、信號放大電路3中的U2和U3及U4、輸出電路5中的U9和U10；+5V的電壓供數字信號處理電路中的U5、U6、U7、U8使用。

光電轉換電路2由光纖、探測器D1、型號為0927的運算放大器U1組成。D1的陽極與U1的同相輸入端接地，陰極接U1的的反向輸入端，U1的輸出端接信號放大部分。其工作原理是；D1將光纖傳來的輻射能量轉換成電流信號，經第一級運放U1轉化為電壓，加到信號放大電路。

信號放大電路3分為三級，它由型號為LM348/A的運算放大器U2、調零電位器WR2、調增益電位器WR1、型號為IM348/B的運算放大器U3、型號為PGA103的運算放大器U4組成。來自光電轉換電路U1的輸出端接U2的反向輸入端，WR1通過R6、WR2通過R13也接到U2的反向輸入端。U2的輸出端通過R8接U3的反向輸入端，U3的輸出端連接到U4的輸入4端，U4的輸出1端、2端分別連接到單片機U6的輸出4、5端，U4的輸出7端接U5的2端。其工作原理是：由U1輸出的電壓信號經U2調零、調增益放大后，再經第二級U3、第三級U4進一步放大。