TWI407087B - 溫度測量裝置及其溫度測量方法 - Google Patents

Description

溫度測量裝置及其溫度測量方法

本發明係關於一種溫度測量裝置，特別係關於一種多段式溫度測量裝置及應用該裝置進行溫度測量的方法。

在塑膠機械控制領域中，溫度控制占非常重要的比重，一台塑膠機械中，溫度控制少則4段，多則達10多段，因此溫度控制的成本如何降低，成為業界發展的一個重要議題。

為了有效降低溫度控制板的成本，通常的作法為使用一個類比/數字轉換晶片，搭配多工器的選擇切換，達到多段控制的目的，但是使用多工器，若溫度感溫線測量端有些許的漏電，就會造成多工器的損壞，漏電嚴重的話，甚至損壞塑膠機械中的放大器與類比/數字轉換晶片。

鑒於以上內容，有必要提供一種防漏電的溫度測量裝置及應用該裝置進行溫度測量的方法。

一種溫度測量裝置，包括複數溫度感溫線、與該等溫度感溫線對應連接的複數繼電器、一接地電路、一溫度補償電路、一電源電路、一開關電路及一處理單元，每一溫度感溫線用以感測溫度感溫線周圍的溫度，並透過對應的繼電器選擇性的與該開關電路相連，該溫度補償電路包括一冷接點及一第一繼電器，該接地電路包括一接地端及一第二繼電器，該電源電路包括一電源及一第三繼電器，該第一、第二、第三繼電器選擇性的將該溫度補償電路的冷接點、該接地電路的接地端及該電源電路的電源與該開關電路接通，該開關電路包括一電容及一第四繼電器，該第四繼電器選擇性的將該電容與該處理單元或連接至該開關電路的接地電路、溫度補償電路或電源電路接通，該處理單元用以讀取該電容兩端的電壓值，並將電壓值轉換為溫度值。

一種應用該溫度測量裝置進行溫度測量的方法，包括以下步驟：接通補償電路中第一繼電器的動觸點和相應的第二靜觸點，將冷接點接入電路；接通開關電路中第四繼電器的動觸點和相應的第一靜觸點，獲得補償溫度值；接通接地電路中第二繼電器的動觸點和相應的第二靜觸點，將電容兩端電壓歸零；接通電源電路中第三繼電器的動觸點和第二靜觸點，將電源接入電路為電容充電；接通其中一與溫度感溫線相連繼電器的動觸點和相應的第一靜觸點，接通開關電路中第四繼電器的動觸點和第一靜觸點，讀取此時電壓值，如果電壓值小於電源的電壓，判斷相應溫度感溫線正常，將感溫線感測的溫度值加上補償溫度值得出該溫度感溫線處的溫度值。

上述溫度測量裝置及方法使用繼電器進行多路切換，並共用一電容，測量時該繼電器和電容使該溫度測量裝置與溫度測量點隔離，隔離了外界的干擾與漏電，上述溫度測量裝置還可有效診斷溫度感溫線的斷線情況。

請參照圖1，本發明溫度測量裝置的較佳實施方式包括複數溫度感溫線TC1－TC10、複數繼電器R1－R10、一接地電路10、一溫度補償電路20、一電源電路30、一開關電路40及一處理單元50。該接地電路10、溫度補償電路20、電源電路30、開關電路40均包括一相應繼電器R11、R21、R31、R41。每個繼電器包括兩個觸點組，每個觸點組包括三個觸點A、B、C，其中C為動觸點，A和B為靜觸點。該溫度感溫線TC1－TC10用來採集塑膠機械中不同位置的溫度，並轉換為類比電壓訊號，每個溫度感溫線TC1－TC10與對應的繼電器R1－R10分別組成10個溫度測量通道TC channel0－TC channel9，每一溫度感溫線TC1－TC10的兩端分別與對應繼電器R1－R10的兩個靜觸點A連接，每一繼電器R1－R10的兩個動觸點C分別連接至該開關電路40的繼電器R41的兩個靜觸點B上，該繼電器R41的兩動觸點C之間連接一電容42，兩靜觸點A均連接至該處理單元50。該接地電路10中的繼電器R11的兩靜觸點B均連接至接地端，兩動觸點C分別連接至該繼電器R41的兩靜觸點B。該溫度補償電路20包括一冷接點22，該冷接點22的兩端分別與該繼電器R21的兩動觸點C相連，該繼電器R21的兩靜觸點B分別連接至該繼電器R41的兩靜觸點B上。該電源電路30包括一電源32，該電源32的正極與負極分別與該繼電器R31的兩動觸點C相連，該繼電器R31的兩靜觸點B分別與該繼電器R41的兩靜觸點B相連。本實施方式中，該電源32的電壓大於該溫度感溫線所能感測的最大電壓，其他實施方式中，該電源32的電壓也可設定為小於該溫度感溫線所能感測的最小電壓。該溫度測量裝置位於初始狀態時：每一繼電器R1－R10的兩動觸點C和相應的靜觸點B接通；繼電器R11、R21、R31的兩動觸點C和相應的靜觸點A接通；該繼電器R41的兩動觸點C和相應的靜觸點B接通。

請參考圖2，使用該溫度測量裝置進行溫度測量時，包括以下步驟：S1：測量TC channel0通道的溫度感溫線TC1處的溫度，將繼電器R21的兩動觸點C和對應的靜觸點B接通，其他繼電器置於初始狀態，將冷接點22接入開關電路40為電容42充電，等待電容42充電時間完成。

S2：電容42完成充電後，接通繼電器R41的兩動觸點C和相應的靜觸點A，其他繼電器置於初始狀態。

S3：當該繼電器R41的動觸點C和靜觸點A的切換動作完成後，該電容42和該處理單元50連接，該處理單元50讀取電容42兩端的電壓值，並將其轉換為溫度補償電路20的補償溫度值。

S4：接通繼電器R11的兩動觸點C和相應的靜觸點B，其他繼電器置於初始狀態，使電容42兩端與地連接，對電容42進行放電，待電容42放電時間完成，該電容42兩端的電壓歸零。

S5：接通繼電器R31的兩動觸點C和相應的靜觸點B，其他繼電器置於初始狀態，該電源32為電容42充電，等待充電時間完成。

S6：電容42充電時間完成後，將繼電器R1的兩動觸點C和對應的靜觸點A接通，如果該溫度感溫線TC1斷線，電容42將無法放電，在下一階段測量電容42的電壓時將會測量到接近電源32的電壓值；如果該溫度感溫線TC1正常，該電容42將先透過該溫度感溫線TC1放電，再透過該溫度感溫線TC1充電。

S7：將繼電器R41的兩動觸點C和對應的靜觸點A接通，其他繼電器置於初始狀態。

S8：當該繼電器R41的動觸點C和靜觸點A的切換動作完成後，該電容42和該處理單元50連接，該處理單元50讀取電容42兩端的電壓值。

S9：如果讀取的電壓約等於電源32的電壓，則表示此溫度感溫線TC1斷線，否則，此溫度感溫線TC1處的溫度值等於此時讀取的溫度感溫線TC1兩端的電壓對應的溫度值加上冷接點的補償溫度值，並對測量通道的編碼加1。

S10：判斷通道的編碼是否大於等於10，如果是，結束，如果不是，返回步驟S1，測量下一通道溫度感溫線處的溫度。

上述溫度測量裝置使用繼電器進行多路切換，並共用一電容42，測量時該繼電器和電容使該溫度測量裝置與溫度測量點隔離，隔離了外界的干擾與漏電，上述溫度測量裝置還可有效診斷溫度感溫線的斷線情況。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

接地電路．．．10

溫度補償電路．．．20

冷接點．．．22

電源電路．．．30

電源．．．32

開關電路．．．40

電容．．．42

處理單元．．．50

繼電器．．．R1－R11、R21、R31、R41

溫度感溫線．．．TC1－TC10

圖1係本發明溫度測量裝置之較佳實施方式之示意圖。

圖2係本發明溫度測量方法之較佳實施方式之流程圖。

接地電路．．．10

溫度補償電路．．．20

冷接點．．．22

電源電路．．．30

電源．．．32

開關電路．．．40

電容．．．42

處理單元．．．50

繼電器．．．R1－R11、R21、R31、R41

溫度感溫線．．．TC1－TC10

Claims (9)

1. 一種溫度測量裝置，包括複數溫度感溫線、與該等感溫線對應連接的複數繼電器、一接地電路、一溫度補償電路、一電源電路、一開關電路及一處理單元，每一溫度感溫線用來感測溫度感溫線周圍的溫度，並透過對應的繼電器選擇性的與該開關電路相連，該溫度補償電路包括一冷接點及一第一繼電器，該接地電路包括一接地端及一第二繼電器，該電源電路包括一電源及一第三繼電器，該第一、第二、第三繼電器選擇性的將該溫度補償電路的冷接點、該接地電路的接地端及該電源電路的電源與該開關電路接通，該開關電路包括一電容及一第四繼電器，該第四繼電器選擇性的將該電容與該處理單元或連接至該開關電路的接地電路，溫度補償電路或電源電路接通，該處理單元用以讀取該電容兩端的電壓值，並將電壓值轉換為溫度值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之溫度測量裝置，其中每一繼電器包括兩組觸點，每組觸點包括一動觸點、一第一靜觸點及一第二靜觸點。
3. 如申請專利範圍第2項所述之溫度測量裝置，其中初始狀態時，每一溫度感溫線的兩端與相應繼電器的兩第一靜觸點連接，兩動觸點與該開關電路中第四繼電器的兩第二靜觸點對應連接，該第四繼電器的兩第一靜觸點與該處理單元連接，該與溫度感溫線相連的每一繼電器的動觸點與對應的第二靜觸點接通，該第四繼電器的兩動觸點與對應的第二靜觸點接通；測量其中一溫度感溫線處的溫度時，將與該溫度感溫線相連的繼電器的兩動觸點與對應的第一靜觸點接通。
4. 如申請專利範圍第3項所述之溫度測量裝置，其中初始狀態時，該接地電路的第二繼電器的兩第二靜觸點均接地，兩動觸點與該第四繼電器的兩第二靜觸點對應連接，兩動觸點還與對應的兩第一靜觸點接通；將該接地電路的接地端與該電容連接時，接通該第二繼電器的兩動觸點及對應的第二靜觸點。
5. 如申請專利範圍第4項所述之溫度測量裝置，其中初始狀態時，該溫度補償電路的第一繼電器的兩第二靜觸點與該開關電路中第四繼電器的兩第二靜觸點對應連接，兩動觸點連接至冷接點的兩端，該兩動觸點與對應的兩第一靜觸點接通；將冷接點與該電容連接時，接通該第一繼電器的兩動觸點及對應的第二靜觸點。
6. 如申請專利範圍第5項所述之溫度測量裝置，其中初始狀態時，該電源電路的第三繼電器的兩第二靜觸點與該開關電路中第四繼電器的兩第二靜觸點對應連接，兩動觸點分別連接至電源的正負極，而且與對應的兩第一靜觸點接通；將該電源與該電容連接時，接通該第三繼電器的兩動觸點及對應的第二靜觸點。
7. 如申請專利範圍第6項所述之溫度測量裝置，其中該電源的電壓值大於溫度感溫線可感測的最大電壓值，或小於溫度感溫線可感測的最小電壓值。
8. 一種應用申請專利範圍第1項中的溫度測量裝置進行溫度測量的方法，其包括以下步驟：接通補償電路中第一繼電器的動觸點和相應的第二靜觸點，將冷接點接入電路；接通開關電路中第四繼電器的動觸點和相應的第一靜觸點，獲得補償溫度值；接通接地電路中第二繼電器的動觸點和相應的第二靜觸點，將電容兩端電壓歸零；接通電源電路中第三繼電器的動觸點和相應的第二靜觸點，將電源接入電路為電容充電；接通其中一與溫度感溫線相連繼電器的動觸點和第一靜觸點，接通開關電路中第四繼電器的動觸點和對應的第一靜觸點，讀取此時電壓值，如果電壓值小於電源的電壓，判斷相應溫度感溫線正常，將感溫線感測的溫度值加上補償溫度值得出該溫度感溫線處的溫度值。
9. 如申請專利範圍第8項所述之溫度測量的方法，其中如果電壓值約等於電源的電壓，判斷該溫度感溫線斷線。