CN211373868U - 一种高精度测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高精度测温装置，包括温度探头(100)，与温度探头(200)相连的桥式电路(200)，与桥式电路(200)相连的信号处理装置(300)和与桥式电路(200)、信号处理装置(300)相连的电源电路(400)；信号处理装置(300)为集成可编程放大器、基准源和模数转换的芯片(U1)。本实用新型提供的一种高精度测温装置具有体积小、精度高、生产简单等优点，且无需油水浴锅标定，能够大大提高装置的测量精度，适用于各种高精度、宽范围、体积要求较为严格应用领域。

Description

一种高精度测温装置

技术领域

本实用新型涉及温度检测技术领域，具体涉及一种免油水浴锅标定的高精度测温装置。

背景技术

传统测温装置，由于热敏电阻NTC、铂电阻等传感器导线电阻与或者元器件差异等原因，导致温度精度较差，因此出厂时，必须在油浴锅或者水域锅中在多个温度点下进行标定。传统方法标定难度大，标定后，精度提升有限，而且由于人为因素干扰太多，也容易出错。

目前模拟温度采集的感温探头一般采用热敏电阻，铂电阻，由于其温度范围广，精度高，受到广泛使用。与之配套的信号调理装置，一般采用电阻分压，然后由ADC进行采样输出，最后由微处理器进行运算，获得温度数据。

现有技术存在以下2个大弊端：1)导线存在内阻，一般几十豪欧到几欧姆，会给温度引入误差。2)ADC采样基准以及ADC分压基准不稳定，或者分立供电，给温度带来误差。3)因为分压电阻选择不合理，电流带来温度升高，温度偏差加大。因为任何一点影响都会带来温度精度的损失。

发明内容

本实用新型的目的在于解决、现有技术中测温装置需要标定而影响产品精度的技术问题，提供一种高精度测温装置，无需油水浴锅标定，能够大大提高装置的测量精度。

本实用新型提供一种高精度测温装置，包括温度探头，与温度探头相连的桥式电路，与桥式电路相连的信号处理装置和与桥式电路、信号处理装置相连的电源电路；信号处理装置为集成可编程放大器、基准源和模数转换的芯片；芯片包括10个引脚，第一引脚和第三引脚接地，第四引脚、第五引脚、第六引脚和第七引脚与桥式电路相连，第六引脚和第八引脚与电源电路相连，第九引脚通过第一电阻与电源电路相连，第十引脚通过第二电阻与电源电路相连，第二引脚为警报引脚。

本实用新型所述的一种高精度测温装置，作为优选方式，桥式电路包括第三电阻、第四电阻和第六电阻，第三电阻一端与第六引脚相连，第三电阻另一端与第五引脚和温度探头相连，第四电阻一端与第六引脚相连，第四电阻另一端与第四引脚、第七引脚和第六电阻相连，第六电阻一端与第四引脚、第七引脚和第四电阻相连，第六电阻另一端与温度探头相连。

本实用新型所述的一种高精度测温装置，作为优选方式，电源电路包括第五电阻、第一电容和稳压集成电路，第五电阻一端与第八引脚、第一电阻和第二电阻相连，第五电阻另一端与第六引脚、稳压集成电路和第一电容相连，稳压集成电路与第五电阻、第六引脚和第一电容相连，第一电容和稳压集成电路分别接地。

本实用新型所述的一种高精度测温装置，作为优选方式，稳压集成电路为TL431芯片。稳压集成电路也可采用其他输出稳定、低文波芯片、模组或者电路。

本实用新型所述的一种高精度测温装置，作为优选方式，芯片为12位精度的N7J芯片。信号处理装置可使用其他具有可编程放大器、变成放大器、基准源的芯片、模组或者电路。

本实用新型在使用过程中，温度探头的感应的温度以电阻值变化的方式呈现，阻值变化从而影响桥式电路中的Ui1N电压发生变化，通过其他已知的参数，即可计算出温度探头的阻值，从而通过查表换算出温度值。N7J可同时采集Ui1N与Ui1P之间的差分电压Udiff，VCC_TEMP的电压Utemp，Ui1P的电压Up。

传感器阻值Rt的计算公式如下：

Rt＝(Udiff+Up)/(Utemp-(Udiff+Up))×R3

从上市公式可看出，Rt的阻值只受R3的阻值、N7J、Utemp的采样精度影响。

R3的阻值在出厂前可通过标准电阻Rref替换温度探头，可精准计算出。R3的精度值由N7J精度决定。计算公式如下：

R3＝(Utemp-(Udiff+Up))/(Udiff+Up)×Rref

R3选用低温漂的材质即可，阻值精度无要求。

桥式电路的供电电压必须稳定，纹波较小，TL431满足稳定、文波小的要求。TL431的温漂不影响采样精度，输出精度由N7J采样决定。

根据采样探头不同，以及温度范围不同R4、R6可采用不同阻值，例如以PT1000为例，PT1000在0℃为1000Ω，如果测量范围为-20℃～50℃，那么选择1K左右的阻值是较好的。

本实用新型测温装置的精度只由N7J芯片决定，此类的芯片较为通用，如果需要提高精度，只需更换更高精度的芯片或者模组即可，所以该测温装置无需油水浴锅标定，能够大大提高装置的测量精度；

本实用新型具有体积小、精度高、生产简单等优点，适用于各种高精度、宽范围、体积要求较为严格应用领域(体温计、冷链、实验室、锅炉等)。

附图说明

图1为一种高精度测温装置组成图；

图2为一种高精度测温装置信号处理装置电路图；

图3为一种高精度测温装置桥式电路图；

图4为一种高精度测温装置电源电路图。

附图标记：

100、温度探头；200、桥式电路；300、信号处理装置；400、电源电路；1、第一引脚；2、第二引脚；3、第三引脚；4、第四引脚；5、第五引脚；6、第六引脚；7、第七引脚；8、第八引脚；9、第九引脚；10、第十引脚；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；C1、第一电容；U1、芯片；U2、稳压集成电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种高精度测温装置，包括温度探头100，与温度探头100相连的桥式电路200，与桥式电路200相连的信号处理装置300和与桥式电路200、信号处理装置300相连的电源电路400；

如图2所示，信号处理装置300为集成可编程放大器、基准源和模数转换的12位精度的N7J芯片；芯片U1包括10个引脚，第一引脚1和第三引脚3接地，第四引脚4、第五引脚5、第六引脚6和第七引脚7与桥式电路200相连，第六引脚6和第八引脚8与电源电路400相连，第九引脚9通过第一电阻R1与电源电路400相连，第十引脚10通过第二电阻R2与电源电路400相连，第二引脚2为警报引脚。

如图3所示，桥式电路200包括第三电阻R3、第四电阻R4和第六电阻R6，第三电阻R3一端与第六引脚6相连，第三电阻R3另一端与第五引脚5和温度探头100相连，第四电阻R4一端与第六引脚6相连，第四电阻R4另一端与第四引脚4、第七引脚7和第六电阻R6相连，第六电阻R6一端与第四引脚4、第七引脚7和第四电阻R4相连，第六电阻R6另一端与温度探头100相连。

如图4所示，电源电路400包括第五电阻R5、第一电容C1和稳压集成电路U2，稳压集成电路U 2为TL431芯片，第五电阻R5一端与第八引脚8、第一电阻R1和第二电阻R2相连，第五电阻R5另一端与第六引脚6、稳压集成电路U2和第一电容C1相连，稳压集成电路U2与第五电阻R5、第六引脚6和第一电容C1相连，第一电容C1和稳压集成电路U2分别接地。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高精度测温装置，其特征在于：包括温度探头(100)，与所述温度探头(100)相连的桥式电路(200)，与所述桥式电路(200)相连的信号处理装置(300)和与所述桥式电路(200)、所述信号处理装置(300)相连的电源电路(400)；所述信号处理装置(300)为集成可编程放大器、基准源和模数转换的芯片(U1)；所述芯片(U1)包括10个引脚，第一引脚(1)和第三引脚(3)接地，第四引脚(4)、第五引脚(5)、第六引脚(6)和第七引脚(7)与所述桥式电路(200)相连，第六引脚(6)和第八引脚(8)与所述电源电路(400)相连，第九引脚(9)通过第一电阻(R1)与所述电源电路(400)相连，第十引脚(10)通过第二电阻(R2)与所述电源电路(400)相连，第二引脚(2)为警报引脚。

2.根据权利要求1所述的一种高精度测温装置，其特征在于：所述桥式电路(200)包括第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第六电阻(R6)，所述第三电阻(R3)一端与所述第六引脚(6)相连，所述第三电阻(R3)另一端与所述第五引脚(5)和所述温度探头(100)相连，所述第四电阻(R4)一端与所述第六引脚(6)相连，所述第四电阻(R4)另一端与所述第四引脚(4)、所述第七引脚(7)和所述第六电阻(R6)相连，所述第六电阻(R6)一端与所述第四引脚(4)、所述第七引脚(7)和所述第四电阻(R4)相连，所述第六电阻(R6)另一端与所述温度探头(100)相连。

3.根据权利要求1所述的一种高精度测温装置，其特征在于：所述电源电路(400)包括第五电阻(R5)、第一电容(C1)和稳压集成电路(U2)，所述第五电阻(R5)一端与所述第八引脚(8)、所述第一电阻(R1)和所述第二电阻(R2)相连，所述第五电阻(R5)另一端与所述第六引脚(6)、所述稳压集成电路(U2)和所述第一电容(C1)相连，所述稳压集成电路(U2)与所述第五电阻(R5)、所述第六引脚(6)和所述第一电容(C1)相连，所述第一电容(C1)和所述稳压集成电路(U2)分别接地。

4.根据权利要求3所述的一种高精度测温装置，其特征在于：所述稳压集成电路(U2)为TL431芯片。

5.根据权利要求1～4其中任意一项所述的一种高精度测温装置，其特征在于：所述芯片(U1)为12位精度的N7J芯片。

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