專利名稱：自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，尤其是一種自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，屬于自動(dòng)氣象站自動(dòng)檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
溫度傳感器是自動(dòng)氣象站用于檢測(cè)溫度信號(hào)必用的設(shè)備；在溫度傳感器的安裝使用過程中，容易發(fā)生各種故障。當(dāng)溫度傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，在自動(dòng)氣象站內(nèi)不能夠及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的故障，影響自動(dòng)氣象站的運(yùn)行保障能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，檢測(cè)定位精確，提高運(yùn)行保障能力，安全可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，包括溫度傳感器，所述溫度傳感器具有激勵(lì)線及信號(hào)線；所述溫度傳感器的一個(gè)激勵(lì)線通過電阻接地，溫度傳感器的另一個(gè)激勵(lì)線與外部激勵(lì)源的一端電連接，外部激勵(lì)源的另一端接地；所述電阻的兩端設(shè)有用于測(cè)量電阻兩端電壓的第二電壓測(cè)量模塊，溫度傳感器的信號(hào)線與第三電壓測(cè)量模塊相連，溫度傳感器的激勵(lì)線與第一電壓測(cè)量模塊相連，所述第一電壓測(cè)量模塊、第二電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊的輸出端與控制器的輸入端相連，所述控制器的輸出端與輸出指示模塊相連；控制器對(duì)第一電壓測(cè)量模塊、第二電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊輸入相應(yīng)的電壓信號(hào)比較處理后，通過輸出指示模塊輸出相應(yīng)的故障檢測(cè)結(jié)果。所述外部激勵(lì)源采用恒流源。所述外部激勵(lì)源為ImA的恒流源。所述第一電壓測(cè)量模塊、第二電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊分別通過第一 AD 轉(zhuǎn)換模塊、第二 AD轉(zhuǎn)換模塊及第三AD轉(zhuǎn)換模塊與控制器的輸入端相連。所述控制器采用PC機(jī)、單片機(jī)、ARM、DSP或FPGA。所述溫度傳感器包括PtlOO。所述第二電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊測(cè)量輸出的電壓為0V，且第一電壓測(cè)量模塊輸出的電壓為外部激勵(lì)源的最大電壓時(shí)，控制器通過輸出指示模塊輸出傳感器未連接或激勵(lì)未連接信號(hào)。所述第三電壓測(cè)量模塊測(cè)量輸出電壓為0V，且第一電壓測(cè)量模塊、第二電壓測(cè)量模塊測(cè)量輸出電壓大于OV且小于外部激勵(lì)源的最大電壓時(shí)，控制器通過輸出指示模塊輸出傳感器信號(hào)線未連接信號(hào)。所述第一電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊間測(cè)量輸出電壓為外部激勵(lì)源的最大電壓，且第二電壓測(cè)量模塊測(cè)量輸出電壓為OV時(shí)，控制器通過輸出指示模塊輸出鉬絲斷
裂信號(hào)。所述第一電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊間測(cè)量輸出電壓為外部激勵(lì)源的最大電壓，且第二電壓測(cè)量模塊測(cè)量輸出電壓大于OV且小于外部激勵(lì)源的最大電壓時(shí)，控制器通過輸出指示模塊輸出傳感器阻值過大信號(hào)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)外部激勵(lì)源通過電阻與溫度傳感器構(gòu)成激勵(lì)回路，通過第一電壓測(cè)量模塊、第二電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊測(cè)量相應(yīng)的電壓值，并將相應(yīng)的電壓值輸入到控制器內(nèi)；控制器對(duì)相應(yīng)的電壓值進(jìn)行比較分析處理后，通過輸出指示模塊輸出相應(yīng)的溫度傳感器故障檢測(cè)結(jié)果，便于維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)修理，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，檢測(cè)定位精確，提高運(yùn)行保障能力，安全可靠。


圖I為本發(fā)明的連接原理圖。圖2為本發(fā)明的連接框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I 圖2所示本發(fā)明包括激勵(lì)線I、溫度傳感器2、信號(hào)線3、第一電壓測(cè)量模塊4、外部激勵(lì)源5、第二電壓測(cè)量模塊6、第三電壓測(cè)量模塊7、第一 AD轉(zhuǎn)換模塊8、第二 AD轉(zhuǎn)換模塊9、第三AD轉(zhuǎn)換模塊10、控制器11及輸出指示模塊12。如圖I所示所述溫度傳感器2采用PtlOO，所述PtlOO是鉬熱電阻，它的阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變。溫度傳感器2具有激勵(lì)線I及信號(hào)線3，所述激勵(lì)線2與信號(hào)線3 均為兩根。溫度傳感器2的一個(gè)激勵(lì)線I通過電阻R接地，另一個(gè)激勵(lì)線I與外部激勵(lì)源 5的一端相連，外部激勵(lì)源5的另一端接地，從而外部激勵(lì)源5與溫度傳感器2及電阻R形成一個(gè)激勵(lì)回路，通過測(cè)量回路內(nèi)的電壓分布情況，來確定溫度傳感器2的故障檢測(cè)結(jié)果。 所述外部激勵(lì)源5采用ImA的恒流源，外部激勵(lì)源5既能保證對(duì)激勵(lì)回路產(chǎn)生作用，又不能對(duì)溫度傳感器的輸出產(chǎn)生干擾。電阻R的兩端并聯(lián)有第二電壓測(cè)量模塊6，第二電壓測(cè)量模塊6檢測(cè)電阻R兩端的電壓值。溫度傳感器2的信號(hào)線3與第三電壓測(cè)量模塊7相連，溫度傳感器2的激勵(lì)線I兩端與第一電壓測(cè)量模塊4相連，第一電壓測(cè)量模塊4、第二電壓測(cè)量模塊6及第三電壓測(cè)量模塊7可以采用電壓表或者其他電壓測(cè)量電路。如圖2所示為了能夠?qū)囟葌鞲衅?的故障進(jìn)行判斷分析，第一電壓測(cè)量模塊 4通過第一 AD轉(zhuǎn)換模塊8與控制器11的輸入端相連，第二電壓測(cè)量模塊6通過第二 AD轉(zhuǎn)換模塊9與控制器11的輸入端相連，第三電壓測(cè)量模塊7通過第三AD轉(zhuǎn)換模塊10與控制器11的輸入端相連，控制器11的輸出端與輸出指示模塊12相連?？刂破?1可以采用PC 機(jī)(計(jì)算機(jī))、單片機(jī)、ARM (Advanced RISC Machines)、DSP (Digital Signal Processor) > FPGA(Field Programmable Gate Array)或其他微處理器。第一電壓測(cè)量模塊4、第二電壓測(cè)量模塊6及第三電壓測(cè)量模塊7可以將測(cè)量得到的電壓值無線發(fā)送到控制器11內(nèi)，控制器11可以將相應(yīng)分析處理的結(jié)果無線發(fā)送到遠(yuǎn)端的服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)故障檢測(cè)系統(tǒng)的無線傳輸及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。輸出指示模塊12可以采用指示燈指示輸出，也可以采用相應(yīng)的文字輸出表不。如圖I和圖2所示使用時(shí)，第一電壓測(cè)量模塊4、第二電壓測(cè)量模塊6及第三電壓測(cè)量模塊7將測(cè)量得到的電壓值輸入到控制器11內(nèi)。當(dāng)?shù)诙妷簻y(cè)量模塊6及第三電
4壓測(cè)量模塊7測(cè)量輸出的電壓為0V，且第一電壓測(cè)量模塊4輸出的電壓為外部激勵(lì)源5的最大電壓時(shí)，控制器11通過輸出指示模塊12輸出傳感器未連接或激勵(lì)未連接信號(hào)。所述第三電壓測(cè)量模塊7測(cè)量輸出電壓為0V，且第一電壓測(cè)量模塊4、第二電壓測(cè)量模塊6測(cè)量輸出電壓大于OV且小于外部激勵(lì)源5的最大電壓時(shí),控制器11通過輸出指不模塊12輸出傳感器信號(hào)線未連接信號(hào)。外部激勵(lì)源5的最大電壓可以通過電壓表或其他電壓測(cè)量電路進(jìn)行測(cè)量，然后將相應(yīng)的最大電壓值輸入到控制器11內(nèi)，由控制器11進(jìn)行相應(yīng)的比對(duì)分析處理。所述第一電壓測(cè)量模塊4及第三電壓測(cè)量模塊7間測(cè)量輸出電壓為外部激勵(lì)源5 的最大電壓，且第二電壓測(cè)量模塊6測(cè)量輸出電壓為OV時(shí)，控制器11通過輸出指示模塊12 輸出鉬絲斷裂信號(hào)。所述第一電壓測(cè)量模塊4及第三電壓測(cè)量模塊7間測(cè)量輸出電壓為外部激勵(lì)源5的最大電壓，且第二電壓測(cè)量模塊6測(cè)量輸出電壓大于OV且小于外部激勵(lì)源5 的最大電壓時(shí)，控制器11通過輸出指示模塊12輸出傳感器阻值過大信號(hào)。當(dāng)溫度傳感器2的鉬絲發(fā)生短路時(shí)，或激勵(lì)線I短路，或信號(hào)線2短路時(shí)，第三電壓測(cè)量模塊7測(cè)量輸出電壓為0，工作電流正常，但是由于激勵(lì)通路阻抗的存在，第一電壓測(cè)量模塊4上能夠測(cè)量輸出相應(yīng)的值，且不為O。因此，當(dāng)?shù)谌妷簻y(cè)量模塊7測(cè)量輸出的電壓為0，電流正常(即第二電壓測(cè)量模塊6測(cè)量輸出的電壓不為O)，但第一電壓測(cè)量模塊 4測(cè)量輸出的電壓僅為線路壓降時(shí)，可判定傳感器鉬絲短路或電纜短路。激勵(lì)線路的壓降范圍可在溫度傳感器2安裝后進(jìn)行測(cè)定。如果第一電壓測(cè)量模塊4、第二電壓測(cè)量模塊6及第三電壓測(cè)量模塊7測(cè)量輸出的電壓均在正常范圍，但是第三電壓測(cè)量模塊7測(cè)量輸出電壓的波動(dòng)比較大，使溫度采樣值的變化超過閾值(例如O. 5°C )，可以判定溫度傳感器2安裝位置存在問題，例如安裝百葉箱門未關(guān)、淺層地溫傳感器裸露在空氣中等。本發(fā)明外部激勵(lì)源5通過電阻R與溫度傳感器2構(gòu)成激勵(lì)回路，通過第一電壓測(cè)量模塊4、第二電壓測(cè)量模塊6及第三電壓測(cè)量模塊7測(cè)量相應(yīng)的電壓值，并將相應(yīng)的電壓值輸入到控制器11內(nèi)；控制器11對(duì)相應(yīng)的電壓值進(jìn)行比較分析處理后，通過輸出指示模塊 12輸出相應(yīng)的溫度傳感器故障檢測(cè)結(jié)果，便于維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)修理，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，檢測(cè)定位精確，提高運(yùn)行保障能力，安全可靠。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，包括溫度傳感器(2)，所述溫度傳感器(2)具有激勵(lì)線(I)及信號(hào)線(3);其特征是所述溫度傳感器(2)的一個(gè)激勵(lì)線(I)通過電阻(R)接地，溫度傳感器(2)的另一個(gè)激勵(lì)線(I)與外部激勵(lì)源(5)的一端電連接，外部激勵(lì)源(5)的另一端接地；所述電阻(R)的兩端設(shè)有用于測(cè)量電阻(R)兩端電壓的第二電壓測(cè)量模塊出)，溫度傳感器(2)的信號(hào)線(3)與第三電壓測(cè)量模塊(7)相連，溫度傳感器⑵的激勵(lì)線⑴與第一電壓測(cè)量模塊⑷相連，所述第一電壓測(cè)量模塊(4)、第二電壓測(cè)量模塊(6)及第三電壓測(cè)量模塊(7)的輸出端與控制器(11)的輸入端相連，所述控制器(11)的輸出端與輸出指不模塊(12)相連；控制器(11)對(duì)第一電壓測(cè)量模塊(4)、第二電壓測(cè)量模塊(6)及第三電壓測(cè)量模塊(7)輸入相應(yīng)的電壓信號(hào)比較處理后，通過輸出指示模塊(12)輸出相應(yīng)的故障檢測(cè)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述外部激勵(lì)源(5)采用恒流源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述外部激勵(lì)源(5)為ImA的恒流源。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一電壓測(cè)量模塊(4)、第二電壓測(cè)量模塊(6)及第三電壓測(cè)量模塊(7)分別通過第一 AD轉(zhuǎn)換模塊(8)、第二 AD轉(zhuǎn)換模塊(9)及第三AD轉(zhuǎn)換模塊(10)與控制器(11)的輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述控制器(11)采用PC機(jī)、單片機(jī)、ARM、DSP或FPGA。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述溫度傳感器⑵包括Pt 100。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述第二電壓測(cè)量模塊(6)及第三電壓測(cè)量模塊(7)測(cè)量輸出的電壓為0V，且第一電壓測(cè)量模塊 ⑷輸出的電壓為外部激勵(lì)源(5)的最大電壓時(shí)，控制器(11)通過輸出指示模塊(12)輸出傳感器未連接或激勵(lì)未連接信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述第三電壓測(cè)量模塊(7)測(cè)量輸出電壓為0V，且第一電壓測(cè)量模塊(4)、第二電壓測(cè)量模塊(6) 測(cè)量輸出電壓大于OV且小于外部激勵(lì)源(5)的最大電壓時(shí)，控制器(11)通過輸出指示模塊(12)輸出傳感器信號(hào)線未連接信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一電壓測(cè)量模塊⑷及第三電壓測(cè)量模塊(7)間測(cè)量輸出電壓為外部激勵(lì)源(5)的最大電壓，且第二電壓測(cè)量模塊(6)測(cè)量輸出電壓為OV時(shí)，控制器(11)通過輸出指示模塊(12) 輸出鉬絲斷裂信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一電壓測(cè)量模塊⑷及第三電壓測(cè)量模塊(7)間測(cè)量輸出電壓為外部激勵(lì)源(5)的最大電壓，且第二電壓測(cè)量模塊(6)測(cè)量輸出電壓大于OV且小于外部激勵(lì)源(5)的最大電壓時(shí)， 控制器(11)通過輸出指示模塊(12)輸出傳感器阻值過大信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)氣象站溫度傳感器的故障檢測(cè)結(jié)構(gòu)，其包括溫度傳感器；溫度傳感器的一個(gè)激勵(lì)線通過電阻接地，溫度傳感器的另一個(gè)激勵(lì)線與外部激勵(lì)源的一端電連接；電阻的兩端設(shè)有第二電壓測(cè)量模塊，溫度傳感器的信號(hào)線與第三電壓測(cè)量模塊相連，溫度傳感器的激勵(lì)線與第一電壓測(cè)量模塊相連，第一電壓測(cè)量模塊、第二電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊的輸出端與控制器的輸入端相連，控制器的輸出端與輸出指示模塊相連；控制器對(duì)第一電壓測(cè)量模塊、第二電壓測(cè)量模塊及第三電壓測(cè)量模塊輸入相應(yīng)的電壓信號(hào)比較處理后，通過輸出指示模塊輸出相應(yīng)的故障檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，檢測(cè)定位精確，提高運(yùn)行保障能力，安全可靠。
文檔編號(hào)G01W1/18GK102589750SQ20121004005
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者花衛(wèi)東, 裴翀, 金紅偉 申請(qǐng)人:中國氣象局氣象探測(cè)中心