专利名称：一种测温装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及温度测量领域，更具体的说是涉及一种测温装置。
背景技术：
在环境空气自动监测系统中，为了保证监测设备的正常工作，需要对环境监测站 站房内的温度，以及核心监测设备机柜内的温度进行监控，通过安装空调、暖气等设备，要 求将站房温度控制在一定范围内，一般是25°C 士5°C，以降低设备的温度影响的误差，而且 可以通过测量的机柜内温度或站房内温度对测量数据进行补偿。可见，监测设备中数据采 集系统在采集气象参数的同时，也要采集站房内和系统机柜内温度。对站房内温度和系统机柜内温度的测量，传统的装置是采用一个带有温度测量功 能的电源监测仪进行测温，所述电源监测仪接收温度传感器输出的温度的信号，经过信号 处理电路，将处理后的温度信号用LED(Light EmittingDiode，发光二极管)数码管进行显 示，同时，将此温度信号输出给数据采集系统，所述的温度传感器为两个PT100钼电阻。现有技术中，在整个监测系统都采用分布式模块，电源参数也使用分布式模块的 前提下，为了测量站房内温度和机柜温度而增加一个对于监测系统没有用处的电源监测 仪，将会造成资源上的极大浪费，使系统测温的成本增多。而且电源监测仪的一体化设计， 也降低了系统的可靠性。利用PTlOO钼电阻测温，还需要设计专门的电源和信号处理电路， 这也增加了系统的成本。

发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够节约资源，降低成本的的测温装置。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案—种测温装置包括采集模块、温度传感器、转换部件和信号总线。所述采集模块与所述温度传感器通过共用的电源线与电源相连，所述温度传感器 第一端与电源线相连，所述温度传感器的第二端与所述转换部件的第一端相连，所述转换 部件的第二端接地，所述转换部件的两端分别与所述采集模块的两个空闲输入通道相连， 所述采集模块输出端与所述信号总线连接，所述采集模块接地。优选的，所述采集模块包括多组信号通道输入端、数据信号输出端、电源端和接地端。优选的，所述转换部件为精密电阻。优选的，所述转换部件为具有零点调节和斜率调节的转换电路。优选的，所述温度传感器为集成温度传感器。优选的，所述电源为24V直流电源。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于采集模 块的测温装置，利用系统中已有的硬件资源进行测温，不必增加其它测温设备，从而节约了 资源，降低了系统成本。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对 于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得 其他的附图。图1为本发明实施例一提供的测温装置的结构图；图2为本发明实施例二提供的测温装置的结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种测温装置，所述测温装置利用系统的硬件空闲资源，实 现温度测量，不用增加其它的测温设备，节约了资源，从而降低了成本。本发明所述的测温装置包括采集模块、温度传感器、转换部件和信号总线。 所述采集模块与所述温度传感器通过共用的电源线与电源相连，所述温度传感器 第一端与电源线相连，所述温度传感器的第二端与所述转换部件的第一端相连，所述转换 部件的第二端接地，所述转换部件的两端分别与所述采集模块的两个空闲输入通道相连， 所述采集模块输出端与所述信号总线连接，所述采集模块接地。本发明实施例中所述采集模块有多个信号输入通道，所述测温装置是利用所述采 集模块的空闲通道来进行温度测量，其它通道用于采集系统需要的性能参数，这样极大的 利用了系统的硬件资源，节省了系统的成本。参照图1所示，为本发明实施例一的测温装置结构图。测温装置的采集模块为分 布式模拟量采集模块。结合图1，该测温装置包括分布式模拟量采集模块1、温度传感器2、转换部件3 和信号总线4。其中，分布式模拟量采集模块1和温度传感器2通过共用的电源线5与电源(图 中未示出)相连，温度传感器2的第一端与电源线5相连，温度传感器2的第二端与转换部 件3的第一端相连，转换部件3的第二端接地线6，所述转换部件3的两端与分布式模拟量 采集模块1的两个空闲输入通道相连，分布式模拟量采集模块1的输出端与信号总线4相 连，所述分布式模拟量采集模块1接地端接地线6。分布式模拟量采集模块1包括数据信 号输出端、电源端、接地端及多个信号通道输入端。本发明实施例中分布式模拟量采集模块有多个信号通道输入端，测温装置利用该 分布式模拟量采集模块的空闲通道采集温度信号，进行温度测量，其它通道用来采集系统 所需的性能参数。因此，可以高效地利用整个系统的硬件资源，且增加的温度传感器和电阻 等的成本很低，节省了系统的成本。若需要测量多路温度时，则需要相应设置多个温度传感器，本发明实施例中，优选的，多个温度传感器可以共用一个分布式模拟量采集模块，利用所述分布式模拟量采集模 块空闲通道中的多个信号输入端采集多路温度信号。为了使采集信号精度高，线性响应度高，优选的，所述的温度传感器可以采用集成 温度传感器，进一步，所述集成温度传感器可以采用不需要辅助电源的AD590。为了使检测到的电压信号更准确，优选的，所述的转换部件可以为精密电阻，电阻 值设置为1K。所述精密电阻可以将集成温度传感器输出信号的微小电流信号转换为较大的 电压信号，以便于所述分布式模拟量采集模块采集。其中，分布式模拟量采集模块1的采集信号量程设置为士500MV。优选的，电源可以采用24VDC供电。为了使用及携带方便，优选的，集成温度传感器2和转换部件3可以安装在分布式 模拟量采集模块1的内部。优选的，信号总线4可以采用485信号总线。所述485信号总线通过485通信模块的方式接到上位计算机上，上位计算机与通 信模块构成上位机的硬件，在上位计算机中安装支持此485通信模块的监控软件，即可实 现对温度信号的标度变换和校准。其中，所述的监控软件可以为DCS(Distributed Control System，分布式控制系 统)或专门的监测软件。本发明具体实施例一的应用之一是应用于环境空气质量自动监测系统中，分布式 模拟量采集模块采集气象参数的同时，利用模块的空闲通道对温度信号进行采集，这样很 好的利用了整个系统的硬件资源，不用增加其它测温设备就可以测量温度，节省了系统的 成本。参照图2所示，为本发明实施例二提供的测温装置的结构图，其中，采集模块为分 布式模拟量采集模块。本发明实施例二装置结构与实施例一的不同之处在于，转换部件为具有零点调节 和斜率调节功能的转换电路。结合图2，该测温装置包括分布式模拟量采集模块11、温度传感器12、转换部件 13和信号总线14。其中，分布式模拟量采集模块11和温度传感器12通过电源线15与电源相连，温 度传感器12的第一端与电源线15相连，温度传感器12的第二端与转换部件13的第一端 相连，转换部件13的第二端接地线16，所述转换部件13的两端与分布式模拟量采集模块 11的两个空闲输入通道相连，分布式采集模块11的输出端与信号总线14相连，所述分布式 模拟量采集模块11接地端接地线16。分布式模拟量采集模块11包括数据信号输出端、电源端、接地端及多个信号通 道输入端。为了使检测到的所述转换部件13的两端电压更准确，且可根据具体要求进行调 节，优选的，所述转换部件13为具有零点调节和斜率调节的转换电路。所述转换电路由固定电阻Rl、R2、R3和电位器RPl、RP2组成，所述Rl和RPl组成 斜率调节电路，所述电阻R2、R3和RP2组成零点调节电路。其中，温度传感器12第二端与电位器RPl的滑动端相连，电位器RPl的第二端与电阻Rl的第一端相连，电阻Rl的第二端接地线16。电阻R2的第一端通过电源线15与电源相连，电阻R2的第二端与电位器RP2的的 第一端相连，所述RP2的第二端与电阻R3的第一端相连，所述电阻R3的第二端与电阻Rl 的第二端相连并接地线16。电位器RPl的滑动端和电位器RP2的滑动端分别与采集模块11的两个空闲通道 相连。由以上电路连接关系，所述斜率调节电路可以根据需要调节信号放大比例，通过 改变电位器RPl的阻值来实现，具体实现过程如下结合图2，Vt = (RP1X+R1)*IS。式中IS为温度传感器根据温度的变化输出的信号电流，视为变量χ ；Rl是固定电 阻值；RPlX为电位器RPl滑动端触点和电阻Rl连接端的电阻值，此电阻值随触点的移动发 生改变，如图2所示，触点往左移动时RPlX的阻值变大，往右移动时RPlX的阻值变小，RPlX 阻值改变从而改变Vt的值。如果把Vt = (RP1X+R1)*IS看成是y = K*x的一个函数表达 式，RPlX阻值变化就相当于改变了斜率K，即调节了信号放大比例。温度传感器出来的信号通常会随温度，大气压，时间等环境因素发生漂移，实施例 一中转换电阻第二端接地，电压为0V，装置工作一段时间后电压可能会发生漂移，优选的， 所述的零点调节电路可以减少漂移现象引起的误差，通过改变RP2的阻值来实现。具体实 现方法如下结合图2，根据模拟量采集模块的功能可以看出，最终的温度信号VS = (VINX+) - (VINX-) = Vt-Vf = (RPlX+Rl)*IS-Vf (数学模型为 y = K*x+b)。可见，零点电压由Vf的大小决定，此时的Vf可能不是通常电气零点GND，而是可以 通过电阻R2、R3，电位器RP3组成的分压网络来进行调节的一个值。具体计算公式为Vf = (RP2X+R3)/(R2+R3+RP3)* (VSS-GND)。式中VSS为电源电压；GND为电源地；R2和R3是固定电阻值；RP2X为电位器RP2 滑动端触点和电阻R3连接端的电阻值，此电阻值随触点的移动发生改变，如图2所示，触点 往左移动时RP2X的阻值变大，往右移动时RP2X的阻值变小，RP2X阻值改变从而改变Vf的 值，实现零点的调节。本实施例二中其它技术方案可以参见具体实施例一中所述，这里不再赘述。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种测温装置，其特征在于，所述测温装置包括采集模块、温度传感器、转换部件和信号总线；所述采集模块与温度传感器通过共用的电源线与电源相连，所述温度传感器第一端与所述电源线相连，所述温度传感器的第二端与所述转换部件的第一端相连，所述转换部件的第二端接地，所述转换部件的两端分别与所述采集模块的两个空闲输入通道相连，所述采集模块输出端与所述信号总线连接，所述采集模块接地。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括数据信号输出端、电源 端、接地端及多个信号通道输入端。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转换部件为精密电阻。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转换部件为具有零点调节和斜率调 节功能的转换电路。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述温度传感器为集成温度传感器。
6.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述电源为24V直流电源。
全文摘要
本发明公开了一种测温装置，该装置包括采集模块、温度传感器、转换部件和信号总线，所述采集模块与温度传感器通过共用的电源线与电源相连，所述温度传感器的第一端与所述电源线相连，所述温度传感器的第二端与所述转换部件的第一端相连，所述转换部件的第二端接地，所述转换部件的两端分别与所述采集模块的两个空闲输入通道相连，所述采集模块输出端与所述信号总线连接，所述采集模块接地。采用本发明实施例，可以很好的节约资源，降低成本。
文档编号G01K7/00GK101922978SQ20101022827
公开日2010年12月22日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者张良铭, 郜武 申请人:北京雪迪龙科技股份有限公司