一種基于k型熱電偶與max6675多路溫度采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)及熱工實驗室等領(lǐng)域的溫度采集系統(tǒng)，具體地涉及一種基于κ型熱電偶與ΜΑΧ6675多路溫度采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，溫度測量控制系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中扮演著一個越來越重要的角色，它對人們的生活具有很大的影響，所以溫度采集控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究有十分重要的意義。
[0003]隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中迅速的得到應(yīng)用，溫度作為一個重要的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍、最重要的工藝參數(shù)之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對溫度測量的要求也越來越高。因此，溫度測量的研究和測量系統(tǒng)的設(shè)計成了一個重要的研究課題。無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)更是以優(yōu)越的性能備受關(guān)注。作為無線產(chǎn)業(yè)新領(lǐng)域，短距離無線通訊技術(shù)顯示出強勁的發(fā)展勢頭，在安全生產(chǎn)，家用電器，數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，甚至在一些特殊情況下，無線數(shù)據(jù)的傳輸方式是唯一的數(shù)據(jù)傳輸方式。但以往的無線產(chǎn)品范圍和方向上的局限性。
[0004]例如，一些無線產(chǎn)品在使用時，無法將信息反饋給控制著；還有一些無線產(chǎn)品不能很好的顯示參數(shù)和狀態(tài)信息。
[0005]隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用已非常普及。而智能儀表和現(xiàn)場總線等技術(shù)的引入則代表著一個網(wǎng)絡(luò)時代的到來，成為工業(yè)控制的主流。在以單片機為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集和實時控制系統(tǒng)中，通過計算機中的RS-232接口進行計算機與單片機之間的命令和數(shù)據(jù)傳送，就可以利用計算機對生產(chǎn)現(xiàn)場進行監(jiān)測和控制。
[0006]溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的被控參數(shù)之一，在冶金、機械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐，對工件的處理溫度等均需要對溫度嚴格控制。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)的逐步實現(xiàn)，由微機構(gòu)成的溫度測控系統(tǒng)已在眾多領(lǐng)域被采用。
[0007]在許多熱工實驗中，往往面臨多點溫度同時檢測的問題，而且測點一般較分散，不管是采用恒溫補償法(冰點補償法)還是電橋補償法，都會帶來實驗費用較高、實際的檢測系統(tǒng)較復(fù)雜。難以達到實時測量、接口轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明就是針對上述問題，為了滿足用戶選擇Κ型熱電偶的要求，又能克服上述缺點，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、使用方便、測溫范圍寬、測溫精度高等特點，具體地是一種基于κ型熱電偶與ΜΑΧ6675多路溫度采集系統(tǒng)。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0010]本發(fā)明一種基于Κ型熱電偶與ΜΑΧ6675多路溫度采集系統(tǒng)，主要包括計算機、電平轉(zhuǎn)換模塊、單片機模塊、Κ型熱電偶、Κ型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片及譯碼器；其結(jié)構(gòu)特點是:譯碼器的控制端分別接高電平和接地，譯碼器的輸入端與單片機模塊的P 2 口相連，譯碼器的輸出端與4個K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片的片選端C S分別相連接，同時每個K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片都分別單獨連接一個K型熱電偶傳感器即測溫傳感元件，即分別為第一K型熱電偶傳感器、第二K型熱電偶傳感器、第三K型熱電偶傳感器、第四K型熱電偶傳感器，來進行探測不同測試點的溫度；然后譯碼器譯碼處理來選擇要測量的熱電偶通道。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述單片機模塊采用89C55單片機、電平轉(zhuǎn)換模塊采用MAX232電平轉(zhuǎn)換電路、K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片采用MAX6675。
[0012]進一步地，本發(fā)明所述K型熱電偶是將溫度和與溫度有關(guān)的參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電量變化輸出的裝置，熱電偶兩端有兩個熱電極，溫度高的接點為熱端、測量端或自由端；溫度低的接點為冷端、參考端或自由端。
[0013]更進一步地，本發(fā)明所述K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片MAX6675對其內(nèi)部元器件的參數(shù)進行了激光校正，從而對K型熱電偶的非線性進行了內(nèi)部修正；同時，MAX6675內(nèi)部集成的冷端補償電路、非線性校正電路和繼線檢測電路都給K型熱電偶的使用帶來了極大的方便。
[0014]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述串口通信是將所采集的溫度通過RS- 232串行口傳給計算機，由計算機完成對溫度數(shù)據(jù)的各種統(tǒng)計、分析等后續(xù)處理。
[0015]本發(fā)明的有益效果是。
[0016]本發(fā)明采用K型熱電偶和K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片MAX6675結(jié)合使用，既解決了K型熱電偶內(nèi)部非線性修正的問題，而且MAX6675內(nèi)部集成的冷端補償電路、非線性校正電路和繼線檢測電路都給K型熱電偶的使用帶來了很大的方便。
[0017]本發(fā)明基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、體積小、控制方便、測溫范圍寬、可靠性和測溫精度高等優(yōu)點，具有實用意義。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣流程圖。
[0020]其中，1為計算機、2為電平轉(zhuǎn)換模塊、3為單片機模塊、4為K型熱電偶、5為K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片MAX6675。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，為本發(fā)明一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖。圖中，包括計算機1、電平轉(zhuǎn)換模塊2、單片機模塊3、K型熱電偶4、K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片5及譯碼器；其中譯碼器的控制端分別接高電平和接地，譯碼器的輸入端與單片機模塊3的P 2 口相連，譯碼器的輸出端與4個K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片5的片選端C S分別相連接，同時每個K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片5都分別單獨連接一個K型熱電偶4傳感器即測溫傳感元件，即分別為第一K型熱電偶4傳感器、第二 K型熱電偶4傳感器、第三K型熱電偶4傳感器、第四K型熱電偶4傳感器，來進行探測不同測試點的溫度；然后譯碼器譯碼處理來選擇要測量的熱電偶通道。
[0022]本發(fā)明所述一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)工作原理實現(xiàn)過程:具體地，當測溫時，通過89C55單片機模塊3的P2 口向譯碼器輸入端輸入信號來選擇熱電偶通道；當MAX6675 K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片5的CS引腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片5停止任何信號的轉(zhuǎn)換，并在時鐘SCK的作用下向外輸出已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)；當CS引腳從低電平變到高電平時，K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片5將進行下一輪數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，一個完整的數(shù)據(jù)讀取需要16個時鐘周期，數(shù)據(jù)的讀取在SCK的下降沿進行，經(jīng)K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯5片處理后得到的溫度數(shù)據(jù)送給89C55單片機模塊3;每次完成測溫后，單片機模塊3都將溫度數(shù)據(jù)保存在存儲器中，當系統(tǒng)完成溫度采集的任務(wù)時，這些數(shù)據(jù)通過RS- 232接口傳送到計算機1中進行后續(xù)處理。
【主權(quán)項】
1.一種基于κ型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)，包括計算機(1 )、電平轉(zhuǎn)換模塊(2)、單片機模塊(3)、K型熱電偶(4)、K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片(5)及譯碼器，其特征在于:譯碼器的控制端分別接高電平和接地，譯碼器的輸入端與單片機模塊(3)的P 2 口相連，譯碼器的輸出端與4個K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片(5)的片選端C S分別相連接，同時每個K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片(5 )都分別單獨連接一個K型熱電偶(4 )傳感器即測溫傳感元件，即分別為第一 K型熱電偶(4)傳感器、第二 K型熱電偶(4)傳感器、第三K型熱電偶(4)傳感器、第四K型熱電偶(4)傳感器，來進行探測不同測試點的溫度；然后譯碼器譯碼處理來選擇要測量的熱電偶通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機模塊(3)采用89C55單片機、電平轉(zhuǎn)換模塊(2)采用MAX232電平轉(zhuǎn)換電路、K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片(5)采用MAX6675。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述K型熱電偶(4)是將溫度和與溫度有關(guān)的參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電量變化輸出的裝置，熱電偶兩端有兩個熱電極，溫度高的接點為熱端、測量端或自由端；溫度低的接點為冷端、參考端或自由端。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述K型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片(5)MAX6675對其內(nèi)部元器件的參數(shù)進行了激光校正，從而對K型熱電偶(4)的非線性進行了內(nèi)部修正；同時，MAX6675內(nèi)部集成的冷端補償電路、非線性校正電路和繼線檢測電路都給K型熱電偶(4)的使用帶來了極大的方便。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)，其特征在于:所述串口通信是將所采集的溫度通過RS- 232串行口傳給計算機(1)，由計算機(1)完成對溫度數(shù)據(jù)的各種統(tǒng)計、分析等后續(xù)處理。
【專利摘要】一種基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、測溫范圍寬、測溫精度高等特點的多路溫度采集系統(tǒng)。本發(fā)明包括計算機、電平轉(zhuǎn)換模塊、單片機模塊、Ｋ型熱電偶、Ｋ型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片及譯碼器；譯碼器的控制端分別接高電平和接地，譯碼器的輸入端與單片機模塊的Ｐ２口相連，譯碼器的輸出端與４個Ｋ型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片的片選端ＣＳ分別相連接，同時每個Ｋ型熱電偶溫度轉(zhuǎn)換芯片都分別單獨連接一個Ｋ型熱電偶傳感器即測溫傳感元件，即分別為第一Ｋ型熱電偶傳感器、第二Ｋ型熱電偶傳感器、第三Ｋ型熱電偶傳感器、第四Ｋ型熱電偶傳感器，來進行探測不同測試點的溫度；然后譯碼器譯碼處理來選擇要測量的熱電偶通道。
【IPC分類】G01K7/02
【公開號】CN105466587
【申請?zhí)枴緾N201410403607
【發(fā)明人】郭洪, 常帆勇, 汪成業(yè)
【申請人】郭洪
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年8月15日