一种温度采集模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种温度采集模块，该温度采集模块与外部上位机、外部直流电源及至少一PT100探头相互电连接，且该温度采集模块包括一微控制器、一PT100采样通道选择地址线、一单通道差分ADC、两精密恒流源、一多路模拟复用器、一双路精密电压信号放大电路及至少一两/三线制选择开关。本实用新型专利技术一种温度采集模块因借助单通道差分ADC、精密恒流源及双路精密电压信号放大电路等电路元器件组合并籍由恒流、差分的采样原理而可有效地实现温度数据的准确采集，且本实用新型专利技术温度采集模块两/三线制选择开关可实现两线制温度数据采集模式与三线制温度数据采集模式的自由切换，故而可适配两种温度数据采集模式。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种温度采集模块
本专利技术涉及一种温度采集模块，尤其涉及一种可在两线制温度采集模式、三线制 温度采集模式之间任意切换，且采用恒流、差分采样模式进行采样的温度采集模块。
技术介绍
在风电行业中，需要对电机、轴承、油温、电控器件、舱内环境、舱外环境等关键器 件或环境温度进行采集，同时要求温度采集器件具备较高的抗干扰能力，而PTioo具有测 温范围宽、易于封装、稳定性好、精度较高等特点，使温度采集模块在风电行业的测温系统 中得到了广泛的应用。然而，在常规的PT100温度采集模块中，通常采用恒压电桥驱动PT100的方法来 实现温度测量，在该方法中，恒压驱动方式由于电流较小，线路阻抗大，故抗干扰能力差，而 且对电源质量要求很高；同时为了满足单个采集模块实现多路采集，需要若干个恒压电桥、 ADC通道，这样使得成本成倍地增加，结构也更加的复杂，也进一步降低了在工业环境应用 的抗干扰性能；同时不同ADC通道之间的一致性误差需要生产厂商校准，进一步增加了生 产、检测的工时成本。而，在温度采集模块采集温度数据时无法消除连接在PT100探头与温度采集模块 之间的线缆电阻的影响，故而如何保证采集数据的准确性是温度采集模块需要解决的一大 问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述
技术介绍
存在的缺陷，提供一种利用恒流、差分采样原 理进行温度采样的温度采集模块。为实现上述目的，本专利技术一种温度采集模块与外部上位机、外部直流电源及至少 一 PT100探头相互电连接，所述温度采集模块包括一微控制器、一 PT100采样通道选择地 址线、一单通道差分ADC、两精密恒流源、一多路模拟复用器、一双路精密电压信号放大电 路及至少一两/三线制选择开关；所述多路模拟复用器进一步包括至少一多路模拟复用 器开关组；所述微控制器(一)用于接收上位机的控制命令，并向上位机传送采样温度值数 据，(二)用于控制两/三线制选择开关的关断以分别适配两线制温度采集模式及三线制温 度采集模式，(H)用于根据单通道差分ADC送入的编码值而计算出对应时刻的采样温度值 并存储，(四)用于控制两精密恒流源分别产生一恒定电流并控制两恒定电流同步灌入同一 PT100探头内，(五)用于生成地址信号并控制同一组连接于同一 PT100探头的多路模拟复用 器开关的关断以有选择性地将两精密恒流源分别产生恒定电流灌入同一 PT100探头内；所 述PT100采样通道选择地址线用作微控制器的地址信号传输通道；所述精密恒流源向所述 PTlOO探头供应恒定电流；所述多路模拟复用器(一)用于根据地址信号生成开关量信号并 由开关量信号有选择性地控制同一组连接于同一 PTlOO探头的内置多路模拟复用器开关 的同时关闭和断开，(二)用于接收微控制器送出的地址信号并转译成电流输出信号，实现将两精密恒流源所输出的电流同步灌入一 PTlOO探头内；所述双路精密电压信号放大电路用于分别采集两精密恒流源输出端的端电压，并同步放大两精密恒流源输出端的端电压； 所述单通道差分ADC用于对双路精密电压信号放大电路送入的电压进行差值运算，并对通过差值运算得到的采样电压进行相应的编码。综上所述，本专利技术一种温度采集模块因借助单通道差分ADC、精密恒流源及双路精密电压信号放大电路等电路元器件组合并籍由恒流、差分的采样原理而可有效地实现温度数据的准确采集，且本专利技术温度采集模块的两/三线制选择开关可实现两线制温度数据采集模式与三线制温度数据采集模式的自由切换，故而可适配两种温度数据采集模式。附图说明图1为本专利技术一种温度采集模的功能模块示意图。图2为与本专利技术温度采集模块相互连接的PT100探头的等效电路图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及效果，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。请参阅图1，本专利技术一种温度采集模块100，与外部上位机200、外部直流电源400 及至少一 PT100探头(钼热电阻探头)300相互电连接。所述每一 PT100探头300均通过三条线缆与本温度采集模块100实现电连接和信号传输，所述线缆的电阻值均为I。本专利技术一种温度采集模块100包括一微控制器(MCU)1、一 PT100采样通道选择地址线2、一单通道差分ADC3、两精密恒流源4、一多路模拟复用器5、一双路精密电压信号放大电路6、至少一两/三线制选择开关7、一数字/模拟电源8及一 RS485收发器9。具体地，本专利技术温度采集模块100通过所述RS485接收器与诸如风力发电机组控制系统等外部上位机200实现电连接和信号传输，具体地，所述RS485收发器9用于收发上位机200的RS485控制信号并向微控制器I传送以实现微控制器I向上位机200传送米样温度值数据；通过所述数字/模拟电源8将外部直流电源400的电能供给给本专利技术温度采集模块100 ;通过所述多路模拟复用器5至少挂接一 PT100探头300。所述多路模拟复用器5为双路同步型的多路模拟复用器。所述多路模拟复用器5 进一步包括一译码器51、至少一多路模拟复用器开关组52。所述多路模拟复用器开关组52进一步包括第一多路模拟复用器开关组521、第二多路模拟复用器开关组522。第一、第二多路模拟复用器开关组521的开关数量相等，且对应。所述第一多路模拟复用器开关组521进一步包括若干开关5211、.......521N，其中N ^ 8，且N为自然数。第二多路模拟复用器开关组522进一步包括若干开关5221........522N，其中N^8，且N为自然数。所述第一多路模拟复用器开关组521中的一开关与第二多路模拟复用器开关组522N中的一对应开关共同构成其中的一多路模拟复用器开关组52。例如，第一多路模拟复用器开关组521中的开关5211与第二多路模拟复用器开关组522中的开关5221共同构成其中的一多路模拟复用器开关组52 ;第一多路模拟复用器开关组521中的开关5212与第二多路模拟复用器开关组522中的开关5222共同构成其中的另一多路模拟复用器开关组52......所述精密恒流源为2mA精密恒流源。为便于区别，特将所述两精密恒流源分别命名为精密恒流源-A41及精密恒流源-B42。所述微控制器I (一)用于接收上位机200的控制命令,并向上位机200传送米样温度值数据，(二)用于控制两/三线制选择开关7的关断以分别适配两线制温度采集模式及三线制温度采集模式，(三)用于接收单通道差分ADC3送入的编码值并计算出对应时刻的采样温度值并存储，(四)用于控制两精密恒流源4分别产生一恒定电流并控制两恒定电流同步灌入同一 PT100探头300内，(五)用于生成地址信号并控制一连接于同一 PT100探头 300的多路模拟复用器开关组52的关断以有选择性地将两精密恒流源4分别产生恒定电流灌入同一 PT100探头300内。所述微控制器I进一步包括一 EEPR0M11 (电可擦可编程只读存储器)、一 UART12 (通用异步接收/发送装置)、一 I/o接口 13 (信号输入/输出接口)、一 SPI接口 14及一 SRAMl5 (静态随机存储器)。所述UART12通过所述RS485收发器9及RS485总线与上一级上位机200实现电连接和信号传输。所述PT100采样通道选择地址线2作为微控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度采集模块，与外部上位机、外部直流电源及至少一PT100探头相互电连接，其特征在于：该温度采集模块包括一微控制器、一PT100采样通道选择地址线、一单通道差分ADC、两精密恒流源、一多路模拟复用器、一双路精密电压信号放大电路及至少一两/三线制选择开关；所述多路模拟复用器进一步包括至少一多路模拟复用器开关组；所述微控制器（一）用于接收上位机的控制命令，并向上位机传送采样温度值数据，（二）用于控制两/三线制选择开关的关断以分别适配两线制温度采集模式及三线制温度采集模式，（三）用于根据单通道差分ADC送入的编码值而计算出对应时刻的采样温度值并存储，（四）用于控制两精密恒流源分别产生一恒定电流并控制两恒定电流同步灌入同一PT100探头内，（五）用于生成地址信号并控制同一组连接于同一PT100探头的多路模拟复用器开关的关断以有选择性地将两精密恒流源分别产生恒定电流灌入同一PT100探头内；所述PT100采样通道选择地址线用作微控制器的地址信号传输通道；所述精密恒流源向所述PT100探头供应恒定电流；所述多路模拟复用器（一）用于根据地址信号生成开关量信号并由开关量信号有选择性地控制同一组连接于同一PT100探头的内置多路模拟复用器开关的同时关闭和断开，（二）用于接收微控制器送出的地址信号并转译成电流输出信号，实现将两精密恒流源所输出的电流同步灌入一PT100探头内；所述双路精密电压信号放大电路用于分别采集两精密恒流源输出端的端电压，并同步放大两精密恒流源输出端的端电压；所述单通道差分ADC用于对双路精密电压信号放大电路送入的电压进行差值运算，并对通过差值运算得到的采样电压进行相应的编码。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李泳林，
申请(专利权)人：成都阜特科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：