礦用溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】一種礦用溫度傳感器，其由電源電路、溫度傳感器、紅外接收電路、數(shù)碼管及驅(qū)動(dòng)電路、存儲(chǔ)電路、單片機(jī)、通訊接口電路等組成。電源電路提供穩(wěn)定的直流工作電源，單片機(jī)分別與溫度傳感器、紅外接收電路、數(shù)碼管及驅(qū)動(dòng)電路、存儲(chǔ)電路及通訊接口電路相連接。溫度數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)碼管顯示，溫度數(shù)據(jù)的傳遞有三種方式可選，分別是CAN通訊方式、串口通訊方式、頻率輸出方式。本發(fā)明具有高精度、高穩(wěn)定性、低功耗、通訊方式靈活多變的特點(diǎn)，且可通過(guò)紅外遙控器進(jìn)行傳感器的校準(zhǔn)與標(biāo)定。
【專利說(shuō)明】礦用溫度傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明型涉及一種溫度測(cè)量領(lǐng)域的傳感器，特別涉及一種礦用井下溫度測(cè)量的傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度是一種基本的環(huán)境參數(shù)，它的測(cè)量是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中比較典型的應(yīng)用，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。目前，現(xiàn)有煤礦常用溫度傳感器的敏感元件主要有各類熱電阻、熱電偶、半導(dǎo)體熱敏傳感器等，其輸出信號(hào)具有非線性，存在著精度低、測(cè)量誤差大、工作不穩(wěn)定、可靠性差、使用壽命短等缺點(diǎn)，且與外部通訊接口形式單一化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明型針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品存在的技術(shù)不足，而研制出的一種適用于礦用現(xiàn)場(chǎng)溫度采集的、通訊方式靈活多變的溫度傳感器，由電源電路、溫度傳感器、紅外接收電路、數(shù)碼管及驅(qū)動(dòng)電路、存儲(chǔ)電路、單片機(jī)、通訊接口電路等組成。本發(fā)明型所采用的技術(shù)手段如下:電源電路由降壓電路和低壓差線性穩(wěn)壓電路組成，為傳感器提供穩(wěn)定的直流工作電源。溫度傳感器芯片將外部環(huán)境溫度采集，并通過(guò)單總線方式將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)。單片機(jī)將數(shù)據(jù)處理之后，通過(guò)數(shù)碼管顯示并經(jīng)由通訊接口電路發(fā)送出去。三種通訊接口電路分別為CAN收發(fā)器電路、光耦隔離的串口電路及光耦隔離的頻率信號(hào)輸出電路，為傳感器提供數(shù)據(jù)發(fā)送的通道。紅外接口電路由紅外接收頭組成，接收紅外遙控器的信號(hào)，完成傳感器的校準(zhǔn)與標(biāo)定。存儲(chǔ)電路由鐵電存儲(chǔ)器組成，存儲(chǔ)傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)。
[0004]本發(fā)明型具有高精度、高穩(wěn)定性、低功耗、通訊方式靈活多變的特點(diǎn)，且可通過(guò)外部紅外遙控器進(jìn)行傳感器的校準(zhǔn)與標(biāo)定。
[0005]進(jìn)一步的技術(shù)特征，所述的單片機(jī)選用STM F103VCT6。
[0006]所述的溫度傳感器芯片選用DS18B20。
[0007]所述的CAN收發(fā)器選用CTM8251T。
[0008]所述的紅外接收頭選用IRM338。
[0009]所述的存儲(chǔ)器選用FM24C02。
[0010]所述的通訊接口電路選用CAN通訊方式、光耦隔離的串行通訊方式、光耦隔離的頻率輸出方式。
[0011]本發(fā)明型的有益效果是:具有高精度、高穩(wěn)定性、低功耗、校準(zhǔn)方便等特點(diǎn)，且通訊方式靈活多變。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明型的框圖。
[0013]圖2為本發(fā)明型的電路原理圖(一)。
[0014]圖3為本發(fā)明型的電路原理圖(二)。[0015]圖4為單片機(jī)軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明型電路框圖如圖1所示，包括電源電路1、溫度傳感器2、紅外接收電路3、數(shù)碼管及驅(qū)動(dòng)電路4、存儲(chǔ)電路5、CAN通訊接口電路6、串行通訊接口電路7、頻率信號(hào)輸出接口電路8、單片機(jī)9。
[0017]通過(guò)外部接口加上18V直流電壓以后，經(jīng)過(guò)降壓電路與低壓差線性穩(wěn)壓電路輸出
3.3V直流電壓，使溫度傳感器開(kāi)始工作。單片機(jī)復(fù)位，晶振起振，使其處于就緒狀態(tài)。溫度傳感器采集外部環(huán)境溫度數(shù)據(jù)之后，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，通過(guò)單總線方式傳遞給單片機(jī)。單片機(jī)循環(huán)采集溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)接收到溫度數(shù)據(jù)之后進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，送入數(shù)碼管顯示，并且將數(shù)據(jù)通過(guò)三種通訊接口電路發(fā)送出去。
[0018]本發(fā)明型電路原理圖如圖2、圖3所示，外部直流電源正極和負(fù)極接入CONI端子的I腳和2腳，18V電壓經(jīng)過(guò)防反接二極管Dl輸入到降壓芯片Ul的6腳上，通過(guò)Ul降壓處理之后，Ul的2腳輸出5V直流電壓。該電壓經(jīng)過(guò)濾波之后進(jìn)入到低壓差線性穩(wěn)壓芯片U2的3腳，U2的2腳輸出3.3V直流電壓，溫度傳感器開(kāi)始工作。
[0019]在溫度測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)溫度傳感器芯片U3成功采集外部環(huán)境溫度數(shù)據(jù)后，U3的2腳輸出溫度的數(shù)字信號(hào)，該引腳連接至單片機(jī)U5的30腳。單片機(jī)獲取溫度后，先進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后通過(guò)串行通訊送入數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路U10，進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0020]在溫度數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中，首先U5通過(guò)信號(hào)線CANH、CANL將數(shù)據(jù)送入CAN隔離收發(fā)器U7，U7將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線上。接下來(lái)U5通過(guò)信號(hào)線USART1_TX將溫度數(shù)據(jù)送入光耦U8的2腳，U8將數(shù)據(jù)發(fā)送到串行總線上。最后，U5將溫度數(shù)據(jù)變換成與之成正比的頻率信號(hào)，通過(guò)光耦U9將之發(fā)送出去。
[0021]在傳感器校準(zhǔn)過(guò)程中，紅外接收頭U4接收紅外遙控器的鍵值，U4的3腳輸出紅外遙控器的鍵值，該引腳連接到U5的48腳。U5的48腳接收到鍵值之后，進(jìn)入串口中斷服務(wù)程序中，進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)操作，同時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到鐵電存儲(chǔ)器U6中。
[0022]本發(fā)明型具有高精度、高穩(wěn)定性、低功耗、通訊方式靈活多變的特點(diǎn)，且可通過(guò)紅外遙控器進(jìn)行傳感器的校準(zhǔn)與標(biāo)定。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用溫度傳感器，其特征在于:包括電源電路、溫度傳感器、紅外接收電路、數(shù)碼管及驅(qū)動(dòng)電路、存儲(chǔ)電路、單片機(jī)和通訊接口電路。電源電路由降壓電路和低壓差線性穩(wěn)壓電路組成，為傳感器提供穩(wěn)定的直流工作電源。溫度傳感器芯片將外部環(huán)境溫度采集，并通過(guò)單總線方式將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)。單片機(jī)將數(shù)據(jù)處理之后，通過(guò)數(shù)碼管顯示并經(jīng)由通訊接口電路發(fā)送出去。三種形式的通訊接口電路分別為CAN收發(fā)器電路、光耦隔離的串口電路及光耦隔離的頻率信號(hào)輸出電路，為傳感器提供數(shù)據(jù)發(fā)送的通道。紅外接口電路由紅外接收頭組成，接收紅外遙控器的信號(hào)，完成傳感器的校準(zhǔn)與標(biāo)定。存儲(chǔ)電路由鐵電存儲(chǔ)器組成，存儲(chǔ)傳感器校準(zhǔn)與標(biāo)定過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用溫度傳感器，其特征在于:所述的單片機(jī)選用STMF103VCT6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用溫度傳感器，其特征在于:所述的溫度傳感器芯片選用DS18B20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用溫度傳感器，其特征在于:所述的CAN收發(fā)器選用CTM8251T。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用溫度傳感器，其特征在于:所述的紅外接收頭選用IRM338。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用溫度傳感器，其特征在于:所述的存儲(chǔ)器選用FM24C02。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用溫度傳感器，其特征在于:所述的通訊接口電路選用CAN通訊方式、光耦隔離的串行通訊方式、光耦隔離的頻率輸出方式。
【文檔編號(hào)】G01K7/00GK103542951SQ201210245318
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】王麗娟, 王百金 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)