专利名称：一种应用于热量表的高精度测温模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热量表电子制造领域，更具体的说，本实用新型是关于降低热量表电制造成本的一种应用于热量表的高精度测温模块。
背景技术：
热量表是一种用于测量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热能量的仪表，广泛应用于我国北方的供热计量。热量表工作时，根据流量传感器给出的流量和温度传感器给出的供回水温度信号，以及水流经的时间，通过计算器计算并显示该系统所释放或吸收的热能量。热量表按其主要功能可分为两大模块测温模块和流量测量模块。只有这两个模块均的计量误差均满足要求时，热量表的热能量计量准确度才能得到保证，因此，高精度的测温在热量表的应用中显得至关重要。测温模块中包含有温度传感器和计算器，热量表中通常采用钼电阻传感器作为温度传感器，钼电阻传感器的电阻值随着温度的变化而变化，且二者一般呈线性关系，若能得到钼电阻传感器的电阻值，则可由计算器反推出当前的温度值。目前市场上的热量表采用数字型测温模块成本高，不利于在民用产品中使用，因此需要一种适用于民用热量表的检测精度高、成本低的测温模块。中国专利局于2001年1月3日公告了一份号文献，名称为热量表，该热量表由水表、测温传感器、信号处理电路、显示器组成，其特点是，在进水和回水管道内置有数字式测温传感器；显示器和检测部分分体安装；在显示器内藏有两磁感应按键。由于采用了数字式测温传感器，因此，稳定性好，测温范围宽，精度高；显示器和检测部分分体安装并装于室外，且内置磁感应按键，它和抄表人员持有的小磁铁相配合，使需要信息可随时调出，便于抄表和检验是否有盗热现象。该热量表采用数字式测温传感器，成本较高，不利于民用产品使用。
发明内容本实用新型为解决现有技术中存在的测温模块成本与检测精度不能兼顾的缺点， 提供了一种具有检测精度高、成本低的应用于热量表的高精度测温模块。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型包括测温电路、控制单元和计时单元，测温电路与控制单元相连，控制单元与计时单元相连；测温电路包括电阻1、电容2、恒流源3、温度传感器4、比较器5，电阻1的一端与控制单元相连，电阻1的另一端分别与电容2的一端、比较器5的正输入端相连，电容2的另一端与地相连，恒流源3与温度传感器4并联后，一端与地相连，另一端与比较器5的负输入端相连，比较器5的输出端与控制单元相连。当比较器5输出低电平时，控制单元控制电阻1向电容2充电，当比较器5输出高电平时，控制单元控制电阻1对电容2放电，在定时器的定时时间T内，由计时器记下电阻1向电容2充电的总时间Tl，由于温度传感器4两端电压Vref与充电时间Tl成正比，因此可得Vref的电压值，根据欧姆定律可计算出温度传感器4的电阻值，从而可推算出温度值。作为优选，温度传感器4是钼电阻传感器。钼电阻传感器具有检测精度高、稳定性好的优点。作为优选，电阻1是低温漂高精度电阻。低温漂高精度电阻可以保证测温的稳定性。作为优选，控制单元包括控制器6，控制器6是微处理器。微处理器具有成本低、功能全的优点。作为优选，计时单元包括定时器8、计时器7，定时器8、计时器7分别与控制单元相连。可以采用现成的计时器和定时器，从而简化设计。本实用新型的有益效果是与现有技术相比，本实用新型省去了小信号放大电路， 从而降低了成本，实现了一种应用于热量表的高精度、低成本的测温技术；由于控制器、计时器与定时器通常可集成于单片机中，因此，该测温模块电路简单、成本低，且测温精度高。

图1是本实用新型应用于热量表的高精度测温模块的一种结构示意图。图中1.电阻，2.电容，3恒流源，4温度传感器，5比较器，6控制器，7计时器，8定时器。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的一种应用于热量表的高精度测温模块，参见图1，包括测温电路、控制单元、计时单元，测温电路与控制单元相连，控制单元与计时单元相连，测温电路包括电阻 1、电容2、恒流源3、温度传感器4、比较器5，电阻1的一端与控制单元相连，电阻1的另一端分别与电容2的一端、比较器5的正输入端相连，电容2的另一端与地相连，恒流源3与温度传感器4并联后，一端与地相连，另一端与比较器5的负输入端相连，比较器5的输出端与控制单元相连。控制单元包括控制器6，控制器6采用微处理器。初始时，控制器6的Pl端输出低电平，比较器5的输出端Vout为低电平，温度检测步骤如下1、控制器6的Pl端输出高电平，此时电流流经电阻1向电容2充电，当电压Vin 大于Vref时，Vout为高电平，此时开启定时器8并定时时间T。2、控制器6的Pl端输出低电平，此时电容2处于放电状态，当电压Vin小于Vref 时，Vout为低电平。3、控制器6的Pl端输出高电平，同时开启计时器7并开始计时，此时电容2处于充电状态，当电压Vin大于Vref时，Vout为高电平，此时计时器7停止计时，并记时间为tl。4、重复步骤2、3，直至到达定时器8的定时时间Τ。5、控制器6的Pl端输出低电平，测量过程结束。[0025]假如在T时间内计时器7共计时η次，第1次计时时间为tl，第η次计时时间为 tn,则总充电时间:Tl=tl+t2+t3+......+tn。由于测量过程中Vin端电压围绕着Vref小范围波动，可近似认为Vin电压保持不变，因此电容2的充电量等于放电电量，则有β1 = β2(1)Ql 总充电电量Q2:总放电电量Ql = HxTl=χΓΙ(2)
Βλ
Γ广β2 = /2 X(T-Tl) = -X(T-Tl)(3)Il 充电电流12:放电电流Tl 总充电时间T 测温总时间Vcc:电源电压Vin:电容2两端电压Rl:电阻1阻值由公式(1)⑵⑶可得
VrcVin = ^χ (4)
T由⑷可知，在测温总时间T和电源电压Vcc —定的情况下，电容2两端电压Vin 与总充电时间Tl成正比，由于测量过程中Vin端电压围绕着Vref小范围波动，可近似认为 Vin电压等于Vref，则有Vref = Vm由于恒流源3的存在，流经温度传感器的电流始终为I，则有Vref = IxR根据(4)(5) (6)，则有
Γ Π Vcc TlR =——X ——
T I
(5)
(6)
(7)由公式(7)可计算出温度传感器4的电阻值，从而可推算出温度值。由于温度传感器4两端电压Vref与充电时间Tl成正比，因此可得Vref的电压值， 根据欧姆定律可计算出温度传感器的电阻值，从而可推算出温度值。以上的实施例只是本实用新型的最佳方案之一，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求1.一种应用于热量表的高精度测温模块，包括测温电路、控制单元和计时单元，所述测温电路与所述控制单元相连，所述控制单元与所述计时单元相连；其特征在于所述测温电路包括电阻(1)、电容O)、恒流源(3)、温度传感器0)、比较器(5)，所述电阻(1)的一端与所述控制器相连，所述电阻(1)的另一端分别与所述电容(2)的一端、所述的比较器 (5)的正输入端相连，所述电容(2)的另一端与地相连，所述的恒流源(3)与所述温度传感器(4)并联后，一端与地相连，另一端与所述比较器(5)的负输入端相连，所述比较器(5)的输出端与所述控制单元相连。
2.根据权利要求1所述的一种应用于热量表的高精度测温模块，其特征在于所述温度传感器(4)是钼电阻传感器。
3.根据权利要求1所述的一种应用于热量表的高精度测温模块，其特征在于所述电阻(1)是低温漂高精度电阻。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种应用于热量表的高精度测温模块，其特征在于 所述控制单元包括控制器(6 )，所述控制器(6 )是微处理器。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种应用于热量表的高精度测温模块，其特征在于 所述计时单元包括定时器(8)、计时器(7)，所述定时器(8)、计时器(7)分别与所述控制单元相连。
专利摘要本实用新型涉及一种应用于热量表的高精度测温模块，目的是提供一种具有检测精度高、成本低的应用于热量表的高精度测温模块。包括测温电路、控制单元和计时单元，测温电路与控制单元相连，控制单元与计时单元相连；测温电路包括电阻1、电容2、恒流源3、温度传感器4、比较器5，电阻1的一端与控制单元相连，电阻1的另一端分别与电容2的一端、比较器5的正输入端相连，电容2的另一端与地相连，恒流源3与温度传感器4并联后，一端与地相连，另一端与比较器5的负输入端相连，比较器5的输出端与控制单元相连。本实用新型省去了小信号放大电路，从而降低了成本，实现了一种应用于热量表的高精度、低成本的测温技术。
文档编号G01K17/06GK201964976SQ201120063260
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者祝向辉, 贾灵, 陈秋煌 申请人:利尔达科技有限公司