[實用新型]一種支持多種輸出信號的溫濕度變送器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520377692.1
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN204881685U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳宏偉時代自控有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C19/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 張立娟

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種測量儀器，尤其涉及溫度、濕度參數(shù)的測量和控制的儀器。

背景技術(shù)

溫濕度變送器是一種裝有濕敏和熱敏元件，能夠把溫度濕度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的信號傳送出去的裝置。主要用于工業(yè)過程溫度、濕度參數(shù)的測量和控制。

溫度、濕度是日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中兩個重要參數(shù)，溫度的測量主要通過各種熱敏電阻、熱電偶等一些溫度敏感元件進行測量，濕度測量的濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。在實際的應(yīng)用過程中為了便于信號測量和傳輸，需要把敏感元件測得的信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號如0-10V、0-5V或電流信號0-20mA、4-20mA等。

由于采用的是獨立的溫度、濕度敏感元件，因此信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流過程中產(chǎn)生的誤差比較大，電路結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜。大多數(shù)溫濕度變送器僅支持輸出單一的電壓信號或電流信號，不能為用戶提供較多的選擇。

實用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題，本實用新型提供了一種支持多種輸出信號的溫濕度變送器，其包括數(shù)據(jù)采集電路、通信電路、單片機、DA轉(zhuǎn)換芯片、變送器電源、撥碼開關(guān)；數(shù)據(jù)采集電路通過單片機采集溫濕度元件的溫度、濕度數(shù)據(jù)，單片機將讀取溫度值和濕度值，讀取的數(shù)據(jù)保存在單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，數(shù)據(jù)經(jīng)過計算、處理、轉(zhuǎn)換之后并通過DA轉(zhuǎn)換芯片輸出電壓或通過通信電路進行數(shù)據(jù)傳輸，撥碼開關(guān)選擇后續(xù)的電路，決定輸出電壓還是電流信號，所述后續(xù)電路為分別與撥碼開關(guān)連接的四個電路，即溫度電壓放大電路、溫度壓流轉(zhuǎn)換電路、濕度電壓放大電路、濕度壓流轉(zhuǎn)換電路。

作為本實用新型的進一步改進，所述變送器電源輸入的是24V電壓，輸出三組電壓分別為+5V、+15V和-15V，+5v是變送器元件的工作電源，+15V和-15V用于集成運放參考電壓。

作為本實用新型的進一步改進，當(dāng)撥碼開關(guān)撥選擇溫度或濕度電壓放大電路時,此時輸出的是0～10V的電壓信號，當(dāng)撥碼開關(guān)選擇的是溫度或濕度壓流轉(zhuǎn)換電路時,此時輸出的是0～20mA的電流信號。

作為本實用新型的進一步改進，通信電路是半雙工的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過雙絞線把采集到的溫度值和濕度值以通信的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

作為本實用新型的進一步改進，單片機通過單總線讀取溫濕度值。

作為本實用新型的進一步改進，單片機內(nèi)部設(shè)有兩個數(shù)據(jù)存儲器。

作為本實用新型的進一步改進，單片機通過DA轉(zhuǎn)換芯片輸出0～2.5V的電壓，此時預(yù)制對應(yīng)的溫濕度輸出范圍為-20～80度和0-100％。

本實用新型的有益效果是：

與一般的溫濕度變送器相比本實用新型采用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。

通過撥碼開關(guān)選擇溫濕度變送器輸出信號類型，可以更好的兼容不同的模擬量采集模塊，可以減少信號轉(zhuǎn)換帶來的麻煩。本電路設(shè)計了RS485電路總加了通信功能，該電路結(jié)構(gòu)簡單、采用差分信號進行數(shù)據(jù)傳輸，具有抗干擾能力強、傳輸距離遠等特點。

附圖說明

圖1是本實用新型支持多種信號輸出的溫濕度變送器原理框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示為支持多種信號輸出的溫濕度變送器原理框圖。在本設(shè)計中采用新型的智能集成溫濕度傳感器DHT11實現(xiàn)溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。

變送器電源輸入的是24V電壓，輸出三組電壓分別為+5V、+15V和-15V。+5v是變送器元件的工作電源，+15V和-15V用于集成運放參考電壓。

DHT11通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換把溫濕度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，單片機通過單總線讀取溫濕度值，讀取的數(shù)據(jù)保存在單片機內(nèi)部定義的兩個數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，數(shù)據(jù)經(jīng)過計算、處理、轉(zhuǎn)換之后并通過DA轉(zhuǎn)換芯片輸出0～2.5V的電壓，此時預(yù)制對應(yīng)的溫濕度輸出范圍為-20～80度和0-100％。撥碼開關(guān)的作用是用于選擇后續(xù)的電路決定輸出電壓還是電流信號，當(dāng)撥碼開關(guān)撥選擇電壓放大電路時,此時輸出的是0～10V的電壓信號，當(dāng)撥碼開關(guān)選擇的是電壓電流轉(zhuǎn)換電路時,此時輸出的是0～20mA的電流信號。

RS485電路是一種半雙工的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只需通過雙絞線就可以把采集到的溫度值和濕度值以通信的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。