[實(shí)用新型]一種基于RC振蕩器R/F轉(zhuǎn)換的水溫檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520555089.8
• 申請(qǐng)日: 2015-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204855015U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海寧智恩電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01K7/25
• 分類號(hào): G01K7/25
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及集熱工程水溫檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種基于RC振蕩器R/F轉(zhuǎn)換的水溫檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

溫度測(cè)量廣泛的運(yùn)用于各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，通常做法有以下兩種：

1.先將測(cè)溫的熱敏電阻阻值轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)理之后送入A/D轉(zhuǎn)換器完成溫度采集。

2.利用電流信號(hào)的傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電壓型號(hào)的特點(diǎn)，就近將熱敏電阻阻值信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20MA電流信號(hào)，然后主控端將4-20MA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)理之后送入A/D轉(zhuǎn)換器完成溫度采集。

以上測(cè)量方法是測(cè)溫最通用的處理方案，但是他們都需要解決溫漂、測(cè)溫引線短、成本高等問(wèn)題；太陽(yáng)能集熱工程的接線往往都會(huì)達(dá)到幾十米甚至幾百米，利用傳統(tǒng)的測(cè)溫方案無(wú)異于給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)了難題。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種基于RC振蕩器R/F轉(zhuǎn)換的水溫檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)RC振蕩器R/F轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)熱敏電阻阻值R到振蕩器振蕩頻率F的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的外中斷最終獲得被測(cè)溫度值，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有益于提高產(chǎn)品性能、降低生產(chǎn)成本。

上述方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種基于RC振蕩器R/F轉(zhuǎn)換的水溫檢測(cè)系統(tǒng)，由于置于水中的溫度傳感器隨水溫的變化電阻也相應(yīng)的變化，傳感器電阻的變化會(huì)引起振蕩器振蕩頻率的變化，控制器通過(guò)檢測(cè)振蕩器的輸出頻率，再與基準(zhǔn)頻率比較以后便可精確檢測(cè)出水位；

上述方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：

所述一種基于RC振蕩器R/F轉(zhuǎn)換的水溫檢測(cè)系統(tǒng)，包括水溫檢測(cè)電路和控制器；

所述水溫檢測(cè)電路設(shè)有溫度傳感器；所述傳感器設(shè)于太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中；所述傳感器選用NTC熱敏電阻作為傳感器探頭；

所述熱敏電阻分別與控制器、RC振蕩電路聯(lián)接，熱敏電阻阻R1值隨著溫度的變化而變化，RC振蕩器的輸出振蕩周期也相應(yīng)的發(fā)生變化；

所述水溫檢測(cè)電路中設(shè)有電容器，所述電容器的電容C為固定值；

所述水溫檢測(cè)電路設(shè)有另外一固定電阻R2；

所述電阻R2與水溫傳感器電極輸出端電阻R1并聯(lián)，當(dāng)水溫傳感器電極輸出端電阻R1發(fā)生微小變化時(shí)，都會(huì)引起電路中的總阻止發(fā)生變化；

所述電路中設(shè)有反相器74HC04，與傳感器電阻R1、R2和電容器電容C形成RC振蕩電路；

所述RC振蕩器的輸出與控制器的一個(gè)中斷接口聯(lián)接；

所述控制器選用核心控制芯片為基于CortcxM3核心的Arm單片機(jī)STM32系列；

所述單片機(jī)STM32系列32位控制器的核心，對(duì)溫度傳感信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并從硬件和軟件方面進(jìn)行誤差校正及補(bǔ)償；

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.成本優(yōu)勢(shì)：傳統(tǒng)的測(cè)溫方案由于需要將熱敏電阻值進(jìn)行連續(xù)的轉(zhuǎn)換，其每一路轉(zhuǎn)換均需要對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換芯片或者電路，由于電路增加所引起的電路載體(PCB面積)的增加均導(dǎo)致成本不斷上升，而本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的每個(gè)芯片均能完成兩路測(cè)溫(由于太陽(yáng)能集熱工程每一個(gè)工程的測(cè)溫點(diǎn)都很多)所以完全體現(xiàn)出了其成本上的優(yōu)勢(shì)。

2.測(cè)溫引線長(zhǎng)：在傳統(tǒng)的測(cè)溫方案中，由引線內(nèi)阻引起的信號(hào)衰減或者外部干擾等因素均會(huì)導(dǎo)致流過(guò)的信號(hào)產(chǎn)生一定衰減或抖動(dòng)，將直接導(dǎo)致測(cè)溫結(jié)果的偏差，而本實(shí)用新型的測(cè)溫方案最終是檢測(cè)輸入TTL電平(二進(jìn)制的數(shù)字邏輯電平)的頻率，而在一般的5V數(shù)字電路中，檢測(cè)端認(rèn)為大于2.4V的電平均為高電平，低于0.4V的電平均為低電平。因此，其信號(hào)本身具有很強(qiáng)的容忍度和抗干擾抗衰減能力，進(jìn)而在遠(yuǎn)距離測(cè)溫中改電路具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，而往往在太陽(yáng)能集熱工程中大多數(shù)的測(cè)溫點(diǎn)距離檢測(cè)裝置都很遠(yuǎn)，所以本方案在太陽(yáng)能集熱工程行業(yè)具有很明顯的優(yōu)勢(shì)和可操作性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型RC振蕩電路原理圖。

圖2是本實(shí)用新型電路原理圖。

圖中：1、控制器，2、溫度傳感器，3、振蕩電路，4、電容器，5、反相器。

具體實(shí)施方式

如圖1、2所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種基于RC振蕩器R/F轉(zhuǎn)換的水溫檢測(cè)系統(tǒng)，包括水溫檢測(cè)電路和控制器1；

所述水溫檢測(cè)電路設(shè)有溫度傳感器2；該傳感器設(shè)于太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中；所述傳感器選用NTC熱敏電阻作為傳感器探頭；

所述熱敏電阻分別與控制器1、RC振蕩電路3聯(lián)接，熱敏電阻阻R1值隨著溫度的變化而變化，RC振蕩電路3的輸出振蕩周期也相應(yīng)的發(fā)生變化；