專利名稱：一種發(fā)動機溫度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于傳感器采集及數(shù)據(jù)處理電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種由MAX31855組成的發(fā)動機溫度測量電路。
背景技術(shù)：
如圖I所示，目前在車輛發(fā)電機上溫度采集的一般方法是使用熱電偶傳感器(K、J、N、S、T、E、R等不同分度)和鉬電阻傳感器(PT100)去檢測實際溫度的模擬量，然后由傳感器放大電路進(jìn)行放大處理，再對傳感器實際信號進(jìn)行A/D變換，進(jìn)而變成數(shù)字量輸出到PC機、工控機或微控制器去記錄、顯示，由上可知，具體測量處理環(huán)節(jié)比較復(fù)雜
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種發(fā)動機溫度測量裝置，或者說采集裝置，以解決現(xiàn)有發(fā)動機溫度采集電路結(jié)構(gòu)測量處理環(huán)節(jié)復(fù)雜的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種發(fā)動機溫度測量裝置，包括用于對溫度信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路包括八路MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，各MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端用于與八路熱電偶傳感器的輸出對應(yīng)連接，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出端連接在用于與處理器相連的串行總線上，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的片選端用于與處理器的相應(yīng)端口對應(yīng)連接。所述熱電偶傳感器包括K、J、N、S、T、E、R分度熱電偶傳感器。所述K、J、N、S、T、E、R分度熱電偶傳感器的溫度范圍為_250°C 1770°C。所述串行總線為SPI總線。所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路裝配在一塊采集卡上。所述處理器為上位機、MCU或工控機。所述MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端口之間連接有一個輸入電容器。所述MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電源端與接地端之間連接有一個濾波電容。本實用新型的發(fā)動機溫度采集電路由于采用K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能處理K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶傳感器產(chǎn)生的溫度信號，滿足-250°C 1770°C溫度測量范圍要求。熱電偶的感知溫度直接變成數(shù)字量從SPI串行口送出，將一般的信號放大、處理電路、A/D變換電路、串行輸出電路，冷端補償，斷線監(jiān)測相關(guān)的功能溶為一體，集成到一個8S0的封裝里，極大地簡化了電路，既提高了測量精度又保證了系統(tǒng)的可靠性。

圖I是現(xiàn)有溫度采集電路的原理框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖；圖3是采集卡的電路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型做進(jìn)一步介紹。如圖2所示為本實用新型的電路原理圖，主要包括采集卡與控制裝置，控制裝置上主要是處理器，處理器可以采用微處理器、工控機等，處理器需要與采集卡進(jìn)行串行通訊。采集卡上安裝對溫度信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中包括八路MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，每個MAX31855對應(yīng)一個熱電偶(K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶)，采集卡的相應(yīng)輸入接口即MAX31855的輸入端口，各MAX31855的數(shù)據(jù)輸出端連接在用于與處理器相連的SPI串行總線上，各MAX31855的片選端與處理器的相應(yīng)通訊端口對應(yīng)連接。本實施例中，溫度采集使用K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶的兩端口之間連接有一個抗干擾電容器，K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電源端與接地端之間連接有一個電源濾波電容。發(fā)動機試驗時，其缸體溫度、火花塞溫度、排汽溫度等參數(shù)一般都在600°C以上，這些物體我溫度一般都在700°C -800°C之間，有些能超過900°C，而發(fā)動機的進(jìn)口水溫、出口水溫、機油溫度、進(jìn)氣溫度等都在40°C _80°C之間，均不會超過150°C，另外發(fā)動機渦輪前的溫度在_30°C-+300°C之間變化。MAX31855能夠適應(yīng)發(fā)動機溫度測量的全部要求。如表I所示，在測量不同的溫度時選用K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶傳感器就可以了。本實例傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路NI N8采用美國美信公司的生產(chǎn)的MAX31855傳感器數(shù)字變換器；MAX31855冷端補償熱電偶至數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換器，這個轉(zhuǎn)換器解析為0. 25 1的溫度下，允許讀數(shù)高達(dá)1800°C和低達(dá)-270 °C，精度為±2°C。測量其缸體溫度、火花塞溫度、排汽溫度時使用K型熱電偶、測量進(jìn)口水溫、出口水溫、機油溫度、進(jìn)氣溫度時使用K、J型熱電偶；測量發(fā)動機渦輪前的溫度時使用E或J型熱電偶；再通過DSPIC30F6014A單片機按靈敏度或查表獲得適時溫度值，在測量范圍為_250°C 1770°C之內(nèi)，具有12位精度，分辨率為
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N Xisil McOs11 -2W——+1300 36,. 256| 27. 171
S*ft fa t50~+1600 9. 5S I 8. 181
T Hf 鎳 SI -.250.—一*rn 52. ISI 41. 56
E WM IliS ——+soo 76,373 j 44. 123 m 録鐵拍 -50——.17 10. 506j G. 15SMAX31855器件能把K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶感知的溫度直接變成數(shù)字量從SPI串行口送出，能將一般的信號放大、處理電路、A/D變換電路、串行輸出電路，冷端補償，斷線監(jiān)測相關(guān)的功能溶為一體，集成到一個8S0的封裝里，既提高了測量精度又保證了系統(tǒng)的可靠性。如圖3，NI NS的串行端口能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換后的信號進(jìn)行輸出7腳為數(shù)據(jù)輸出端，5腳為時鐘輸出端，6腳為片選，5 7腳分別引出到輸出端子上，以便與數(shù)字只能處理器相關(guān)端口相接。6腳為高時MAX31855進(jìn)行采集并進(jìn)行A/D變換，為低時輸出串行數(shù)字量。該溫度采集電路的電源由NI N8的4腳和I腳及電容器Cl C8提供，4腳為Vcc (5V)電源正，I腳為(GED)電源地，Cl C8為電源濾波電容。本實施例以八組溫度采集電路為例，輸入電路模塊由K、J、N、S、T、E、R等不同分度的熱電偶THl TH8及輸入電容器C9 C16構(gòu)成，熱電偶THl TH8感測適時溫度電壓，電容器C9 C16用于提高信號的抗干擾能力，以保證信號電壓正確性。
+5V電源連接到NI N8的4腳Vcc和I腳GND，從外部給NI N8供電，Cl C8電容器分別接在NI N8的4腳V。。，和I腳GND之間對電源進(jìn)行一定的濾波。NI N8的5腳SCK全部并聯(lián)在一起，由外部時鐘信號帶動；N1 N8的7腳SO全部并聯(lián)在一起，通過共同連線向外部傳送數(shù)字量；N1 NS的6腳CS分別連接到單獨的端子上，當(dāng)需要檢測那一個傳感器感知的溫度時就將相應(yīng)的該腳置低，從相應(yīng)的芯片取出溫度數(shù)字量；平時NI NS的6腳處于高電平一直進(jìn)行著采集，只有置低時才能讀取數(shù)字量；如當(dāng)外部對NI的6腳置于0電平時，NI的7腳就會通過公共SO線將THl感知的溫度數(shù)字量送出去。同理將N2 NS的6腳分別置于0電平時，處理器等外部設(shè)備就會得到NI NS串行送出的溫度數(shù)字量，完成8個溫度的檢測和監(jiān)視。本新型采用上述技術(shù)方案達(dá)到如下的技術(shù)效果(I)由于采用K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能把熱電偶的感知溫度直接變成數(shù)字量從SPI串行口送出，這可將一般的信號放大、處理電路、A/D變換電路、串行輸出電路，冷端補償，斷線監(jiān)測相關(guān)的功能融為一體，集成到一個8S0的封裝里，極大地簡化了電路。(2)既提高了測量精度又保證了系統(tǒng)的可靠性。(3)每只傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器價格在45元-60元之間，性價比遠(yuǎn)高于目前的任何市場的現(xiàn)行產(chǎn)品，而且能適應(yīng)K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶傳感器的測量、處理。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動機溫度測量裝置，其特征在于包括用于對溫度信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路包括八路MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，各MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端用干與八路熱電偶傳感器的輸出對應(yīng)連接，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出端連接在用干與處理器相連的串行總線上，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的片選端用干與處理器的相應(yīng)端ロ對應(yīng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種發(fā)動機溫度測量裝置，其特征在于所述熱電偶傳感器包括K、J、N、S、T、E、R分度熱電偶傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種發(fā)動機溫度測量裝置，其特征在于所述K、J、N、S、T、E、R分度熱電偶傳感器的溫度范圍為_250°C 1770°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種發(fā)動機溫度測量裝置，其特征在于所述串行總線為SPI總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種發(fā)動機溫度測量裝置，其特征在于所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路裝配在ー塊采集卡上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種發(fā)動機溫度測量裝置，其特征在于所述處理器為上位機、MCU或エ控機。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種發(fā)動機溫度測量裝置，其特征在于所述MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端ロ之間連接有ー個輸入電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種發(fā)動機溫度測量裝置，其特征在于所述MAX31855傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電源端與接地端之間連接有一個濾波電容。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)動機溫度測量裝置，包括用于對溫度信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中包括八個K、J、N、S、T、E、R等不同分度熱電偶傳感器和傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器MAX31855，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端用于與對應(yīng)的八路溫度采集信號連接，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出端連接在用于與處理器相連的串行總線上，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的片選端用于與處理器的相應(yīng)端口對應(yīng)連接。本實用新型將信號放大、處理電路、A/D變換電路、串行輸出電路，冷端補償，斷線監(jiān)測相關(guān)的功能溶為一體，集成到一個8SO的封裝里，極大地簡化了電路，既提高了測量精度又保證了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號G01K7/02GK202403821SQ201120485348
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者嚴(yán)世寶, 劉仁杰, 吳友生, 姚星周, 楊敬偉, 王鳳魁, 趙大為 申請人:凱邁(洛陽)機電有限公司