CN203705058U

CN203705058U - 温度信号采集装置

Info

Publication number: CN203705058U
Application number: CN201420060611.0U
Authority: CN
Inventors: 钱四林; 李立
Original assignee: Wuhan English Stettlen Electron Technology Co Ltd
Current assignee: Wuhan English Stettlen Electron Technology Co Ltd
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2024-02-10

Abstract

本实用新型公开了一种温度信号采集装置，该装置包括温度采集模块、信号调整模块、主控制器以及电源模块。温度采集模块对温度信号进行采集并输出温度采集信号。信号调整模块接收温度采集模块输出的温度采集信号并将该信号转换为数字信号。主控制器接收信号调整模块输出的数字信号并将该信号进行数据处理得到相应的温度值。电源模块为整个装置提供正常工作所需的电源。温度信号采集装置还包括USB接口和CAN接口。CAN接口与主控制器连接，USB接口与主控制器连接。温度信号采集装置通过USB接口与外部设备实现数据连接。温度信号采集装置并通过CAN接口与CAN总线连接。本实用新型实现既方便温度信号采集装置的扩展，亦方便上传数据至计算机或服务器。

Description

温度信号采集装置

技术领域

本实用新型涉及温度信号检测领域，尤其涉及一种温度信号采集装置。

背景技术

目前的车载及实验室测试***通常通过温度信号采集装置获取温度信号。但是，传统的温度信号采集装置受各种苛刻的外部环境影响，进而对其数据传输以及模块的扩展产生了一定的限制。

实用新型内容

本实用新型提供一种温度信号采集装置，旨在实现既方便温度信号采集装置的扩展，亦方便上传数据至计算机或服务器。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种温度信号采集装置，该温度信号采集装置包括用于对温度信号进行采集并输出温度采集信号的温度采集模块，用于接收所述温度采集模块输出的温度采集信号并将该温度采集信号转换为数字信号的信号调整模块，用于接收所述信号调整模块输出的数字信号并根据该数字信号获得相应的温度值的主控制器，以及为所述温度信号采集装置供电的电源模块，其中，所述温度采集模块的输出端与所述信号调整模块的输入端连接，所述信号调整模块的输出端与所述主控制器的输入端连接，所述温度信号采集装置还包括用于与所述外部设备实现数据交换的USB接口，和用于与CAN总线连接的CAN接口，其中，CAN接口与所述主控制器连接，USB接口与所述主控制器连接。

优选地，温度信号采集装置还包括用于将所述温度采集模块的电源与所述信号调整模块和主控制器的电源隔离开来的隔离模块，所述隔离模块包括输入端和输出端，所述隔离模块的输入端与所述电源模块连接，且该输入端与所述信号调整模块和主控制器均连接，输出端与所述温度采集模块连接。

优选地，所述隔离模块包括电源隔离控制器、第一电容、第二电容以及第三电容，其中，所述电源隔离控制器包括输入端、输出端、使能端、反馈端、第一接地端以及第二接地端，所述输入端与所述电源模块连接并经第一电容与所述第一接地端连接，所述输入端还与所述信号调整模块以及主控制器均连接；所述隔离控制器的输出端与所述温度采集模块连接，所述隔离控制器的输出端经第二电容与所述第二接地端连接，所述隔离控制器的反馈端经第三电容与所述第二接地端连接；所述第一接地端与所述主控制器和/或信号调整模块共地，所述第二接地端与所述温度采集模块共地。

优选地，所述信号调整模块包括将所述温度信号采集单元输出的温度采集信号转换为数字信号并将该数字信号输出至主控制器的模数转换单元，所述模数转换单元的输入端与所述温度采集模块连接，所述模数转换模块的输出端与所述主控制器连接。

优选地，温度信号采集装置还包括用于将所述温度采集模块输出的温度采集信号进行滤波处理及阻抗匹配的滤波单元，所述滤波单元的输入端与所述温度采集模块的输出端连接，所述滤波单元的输出端与所述模数转换单元的输入端连接。

优选地，所述温度采集模块包括正输出端和负输出端，所述模数转换单元包括正输入端和负输入端，所述滤波单元包括第四电容、第五电容、第六电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，所述第一电阻的一端与所温度采集模块的正输出端连接，另一端经第四电容接地并与所述模数转换单元的正输入端连接；第二电阻的一端与所述温度采集模块的负输出端连接，另一端经第五电容接地并与所述模数转换单元的负输入端连接，且所述模数转换单元的负输入端经第三电阻接地，所述第六电容的一端与所述模数转换单元的正输入端连接，另一端与所述模数转换单元的负输入端连接。

本实用新型提供的温度信号采集装置，该装置整合了USB接口和CAN接口。一方面，温度信号采集装置采集到的温度数据可以通过USB接口方便地上传至外部设备中去。另一方面，温度信号采集装置通过CAN接口与CAN总线连接，不需要复杂的连接线即可实现扩展，从而降低了装置扩展的成本。本实用新型提供的温度信号采集装置既能够实现数据方便上传至计算机，也能够实现方便且低成本的设备扩展，克服了现有技术中设备扩展工序复杂、成本高和上传数据不方便的缺点。

附图说明

图1为本实用新型温度信号采集装置一实施例的模块结构示意图；

图2为本实用新型温度信号采集装置另一实施例的模块结构示意图；

图3为本实用新型温度信号采集装置又一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型温度信号采集装置再一实施例的结构示意图；

图5为图4的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种温度信号采集装置。

参考1和2，图1为本实用新型温度信号采集装置一实施例的模块结构示意图；图2为本实用新型温度信号采集装置另一实施例的模块结构示意图。本实施例提供的一种温度信号采集装置，该温度信号采集装置包括温度采集模块1、信号调整模块2、主控制器3以及电源模块4。其中，温度采集模块1的输出端与信号调整模块2的输入端连接，信号调整模块2的输出端与主控制器3的输入端连接。

温度采集模块1对温度信号进行采集并输出温度采集信号。信号调整模块2接收温度采集模块1输出的温度采集信号并将该温度采集信号转换为数字信号。主控制器3接收信号调整模块2输出的数字信号并将该数字信号进行数据处理得到相应的温度值。电源模块4为整个温度信号采集装置提供正常工作所需的电源。温度信号采集装置还包括USB接口和CAN接口。CAN接口与主控制器3连接，USB接口与主控制器3连接。温度信号采集装置通过USB接口与外部设备实现数据连接，进而将采集到的温度数据上传至外部设备（计算机或服务器等）。温度信号采集装置并通过CAN接口与CAN总线连接。

在本实施例中，温度采集模块1可以为K型、T型或J型的热电偶，热电偶置于需要进行温度检测处，对温度信号进行采集，并输出温度采集信号。信号调整模块2接收温度采集模块1输出的温度采集信号，并进一步对该温度采集信号进行模数转换的处理，将温度采集信号转换为主控制器3可以识别到的数字信号并在其输出端输出。应当说明的是，在本实施例中，信号调整模块2包括模数转换单元21，该模数转换单元21包括模数转换芯片。该模数转换芯片将温度采集信号转换成数字信号输出至主控制器3。主控制器3接收模数转换芯片输出的数字信号，并根据接收到的数字信号进行数据处理，得到对应的温度值。USB接口与主控制器3连接，通过USB接口与外部设备（PC机、服务器等）连接，温度信号采集装置可以将采集得到的温度数据方便快捷地上传至外部设备中去。通过CAN接口与CAN总线连接，当需要扩展温度信号采集装置时，仅需要将温度信号采集装置通过CAN接口与CAN总线连接，不需要过多的连接线即可实现扩展。另一方面，采用CAN总线通信方式，可以实现最远距离为1KM的模拟信号采集。因此，通过CAN总线通信，可以实现远程模拟信号的采集。

本实用新型提供的温度信号采集装置，该装置整合了USB接口和CAN接口。一方面，温度信号采集装置采集到的温度数据可以通过USB接口方便地上传至外部设备中去。另一方面，温度信号采集装置通过CAN接口与CAN总线连接，不需要复杂的连接线即可实现扩展，从而降低了装置扩展的成本。另一方面，通过CAN总线通信，实现远程温度信号的采集。本实用新型提供的温度信号采集装置既能够实现数据方便上传至计算机，也能够实现方便且低成本的设备扩展，克服了现有技术中设备扩展工序复杂、成本高和上传数据不方便的缺点。

结合参照图3，图3为本实用新型温度信号采集装置又一实施例的结构示意图。进一步地，在本实施例中，基于上述实施例，温度信号装置包括隔离模块5。隔离模块5包括输入端和输出端，隔离模块5的输入端与电源模块连接，且该输入端与信号调整模块2和主控制器3均连接，输出端与温度采集模块1连接。该隔离模块5将温度采集模块1所需的电源与信号调整模块2和主控制器3所需的电源隔离开来，从而避免了信号调整模块2和主控制器3工作时干扰温度采集模块1，进一步保证了温度采集模块1测量的精确度。

应当说明的是，隔离模块5可以设置多种方案，只要该隔离模块5能够将温度采集模块1所需的电源与信号调整模块2及主控制器3等所需的电源隔离开来即可。在本实施例中，隔离模块5包括电源隔离控制器U1、第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3。其中，电源隔离控制器U1包括输入端IN、输出端OUT、使能端EN、反馈端FB、第一接地端GND1以及第二接地端GND2，输入端IN与电源模块连接并经第一电容C1与第一接地端GND1连接，输入端IN还与信号调整模块2以及主控制器3连接。隔离控制器U1的输出端OUT与温度采集模块1连接，隔离控制器U1的输出端OUT经第二电容C2与第二接地端GND2连接，隔离控制器U1的反馈端FB经第三电容C3与第二接地端GND2连接。第一接地端GND1与主控制器3和信号调整模块2共地，或者与两者中的一个共地。第二接地端GND2与温度采集模块1共地。隔离模块5有效地将温度采集模块1所需的电源与其他电路所需的电源分隔开来，从而避免了温度采集模块1受到其他电路的干扰，进一步保证了温度采集模块1测量的精确度。应当说明的是，隔离模块5的输入端可以与温度采集模块1连接，而隔离模块5的输出端与信号调制模块2或主控制器3连接，只要该隔离模块5能够实现将温度采集模块1的供电电源与其他电路的供电电源隔离开来即可。

结合参照图4和5，图4为本实用新型温度信号采集装置再一实施例的结构示意图；图5为图4的电路结构示意图。进一步地，在本实施例中，基于上述实施例，温度信号采集装置还包括滤波单元22。滤波单元22的输入端与温度采集模块1的输出端连接，滤波单元22的输出端与模数转换单元21的输入端连接。该滤波单元22将温度采集模块1输出的温度采集信号进行滤波处理及阻抗匹配。滤波单元22接收温度采集模块1输出的温度采集信号，并对该温度采集信号进行滤波，将噪音等杂波过滤，并进行阻挡匹配，从而使得整个装置工作更加稳定，并使得检测得到的温度更加精确。

具体地，温度采集模块1包括正输出端和负输出端，模数转换单元21包括正输入端和负输入端，滤波单元22包括第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4，第一电阻R1的一端与温度采集模块1的正输出端连接，另一端经第四电容C4接地并与模数转换单元21的正输入端连接；第二电阻R2的一端与温度采集模块1的负输出端连接，另一端经第五电容C5接地并与模数转换单元21的负输入端连接，且模数转换单元21的负输入端经第三电阻R3接地，第六电容C6的一端与模数转换单元21的正输入端连接，另一端与模数转换单元21的负输入端连接。滤波单元22将温度采集模块1输出的温度采集信号进行滤波和阻抗匹配，从而使得整个装置工作更加稳定，检测得到的温度更加精确。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种温度信号采集装置，包括用于对温度信号进行采集并输出温度采集信号的温度采集模块，用于接收所述温度采集模块输出的温度采集信号并将该温度采集信号转换为数字信号的信号调整模块，用于接收所述信号调整模块输出的数字信号并根据该数字信号获得相应的温度值的主控制器，以及为所述温度信号采集装置供电的电源模块，其中，所述温度采集模块的输出端与所述信号调整模块的输入端连接，所述信号调整模块的输出端与所述主控制器的输入端连接，其特征在于，所述温度信号采集装置还包括用于与所述外部设备实现数据交换的USB接口，和用于与CAN总线连接的CAN接口，其中，CAN接口与所述主控制器连接，USB接口与所述主控制器连接。

2.如权利要求1所述的温度信号采集装置，其特征在于，还包括用于将所述温度采集模块的电源与所述信号调整模块和主控制器的电源隔离开来的隔离模块，所述隔离模块包括输入端和输出端，所述隔离模块的输入端与所述电源模块连接，且该输入端与所述信号调整模块和主控制器均连接，输出端与所述温度采集模块连接。

3.如权利要求2所述的温度信号采集装置，其特征在于，所述隔离模块包括电源隔离控制器、第一电容、第二电容以及第三电容，其中，所述电源隔离控制器包括输入端、输出端、使能端、反馈端、第一接地端以及第二接地端，所述输入端与所述电源模块连接并经第一电容与所述第一接地端连接，所述输入端还与所述信号调整模块以及主控制器均连接；所述隔离控制器的输出端与所述温度采集模块连接，所述隔离控制器的输出端经第二电容与所述第二接地端连接，所述隔离控制器的反馈端经第三电容与所述第二接地端连接；所述第一接地端与所述主控制器和/或信号调整模块共地，所述第二接地端与所述温度采集模块共地。

4.如权利要求1所述的温度信号采集装置，其特征在于，所述信号调整模块包括将所述温度信号采集单元输出的温度采集信号转换为数字信号并将该数字信号输出至主控制器的模数转换单元，所述模数转换单元的输入端与所述温度采集模块连接，所述模数转换模块的输出端与所述主控制器连接。

5.如权利要求4所述的温度信号采集装置，其特征在于，还包括用于将所述温度采集模块输出的温度采集信号进行滤波处理及阻抗匹配的滤波单元，所述滤波单元的输入端与所述温度采集模块的输出端连接，所述滤波单元的输出端与所述模数转换单元的输入端连接。

6.如权利要求5所述的温度信号采集装置，其特征在于，所述温度采集模块包括正输出端和负输出端，所述模数转换单元包括正输入端和负输入端，所述滤波单元包括第四电容、第五电容、第六电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，所述第一电阻的一端与所温度采集模块的正输出端连接，另一端经第四电容接地并与所述模数转换单元的正输入端连接；第二电阻的一端与所述温度采集模块的负输出端连接，另一端经第五电容接地并与所述模数转换单元的负输入端连接，且所述模数转换单元的负输入端经第三电阻接地，所述第六电容的一端与所述模数转换单元的正输入端连接，另一端与所述模数转换单元的负输入端连接。