耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，包括：鉑熱電阻、運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)以及顯示屏，其中，鉑熱電阻與運(yùn)算放大器相連接，運(yùn)算放大器與A/D轉(zhuǎn)換器相連接，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連接，單片機(jī)與顯示屏相連接。本實(shí)用新型采用16位A/D轉(zhuǎn)換器提高其采樣速率以及采樣精度，將原來(lái)的±0.5℃誤差提高到了±0.1℃誤差，采用的運(yùn)算放大器AD623，A/D轉(zhuǎn)換器AD7705，單片機(jī)STC12LE5A60S2以及LCD屏都是低功耗器件，電路使用3.7V，1000mAh鋰電池供電，保證了電路可正常持續(xù)工作8小時(shí)，降低了溫度測(cè)量電路的功耗，同時(shí)提高了溫度采集的速度和精度。
【專利說(shuō)明】耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣體檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】的實(shí)時(shí)溫度測(cè)量電路，具體是一種耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓冷鏡式露點(diǎn)儀一般用于測(cè)量天然氣、氮?dú)庵兴莺康木軆x器，測(cè)量場(chǎng)合主要在加氣站。由于測(cè)量特種氣體,所以要求露點(diǎn)儀必須是本安型的,全部電路均為本質(zhì)安全電路，即在正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路。儀表部分不能靠外殼防爆和充填物防爆，而是其電路在正常使用或出現(xiàn)故障時(shí)產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)的能量小于0.28!^，即瓦斯?jié)舛葹?.5% (最易爆炸的濃度)最小點(diǎn)燃能量。
[0003]現(xiàn)有的冷鏡式露點(diǎn)儀溫度測(cè)量原理為:鏡面與PT100焊接在一起，PT100使用補(bǔ)償電橋法差分輸入運(yùn)算放大器AD623，信號(hào)放大輸出后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器AD7705進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)進(jìn)行SPI通信，最后通過(guò)LCD顯示屏顯示鏡面當(dāng)前溫度。
[0004]目前大部分露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量方法是通過(guò)PT100接入XTR105P產(chǎn)生一個(gè)4mA~20mA的恒流源，經(jīng)過(guò)RCV420運(yùn)算放大器后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，最后由單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理后通過(guò)IXD屏顯示鏡面溫度。該方法缺點(diǎn)在于XTR105P和RCV420的供電電壓較高，功耗相對(duì)較大，測(cè)量精度較差。由于高壓冷鏡式露點(diǎn)儀在室外進(jìn)行測(cè)量，必須考慮器其攜性以及連續(xù)工作時(shí)間。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]—種耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，用于對(duì)鏡面溫度進(jìn)行檢測(cè)，包括:鉬熱電阻、運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)以及顯示屏，其中，所述鉬熱電阻與運(yùn)算放大器相連接，所述運(yùn)算放大器與A/D轉(zhuǎn)換器相連接，所述A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連接，所述單片機(jī)與顯示屏相連接。
[0008]優(yōu)選地，所述鉬熱電阻通過(guò)補(bǔ)償電橋結(jié)構(gòu)，差分輸入到運(yùn)算放大器。
[0009]優(yōu)選地，所述鉬熱電阻采用PT100鉬熱電阻；所述運(yùn)算放大器采用AD623運(yùn)算放大器；所述A/D轉(zhuǎn)換器采用16位AD7705A/D轉(zhuǎn)換器；單片機(jī)采用STC12LE5A60S2單片機(jī)；所述顯示屏采用IXD顯示屏。
[0010]優(yōu)選地，所述PT100鉬熱電阻采用兩線制結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，所述A/D轉(zhuǎn)換器AD7705的電壓采集范圍通過(guò)寄存器和參考電壓進(jìn)行設(shè)置。
[0012]優(yōu)選地，所述16位AD7705A/D轉(zhuǎn)換器與STC12LE5A60S2單片機(jī)之間進(jìn)行SPI通信。[0013]優(yōu)選地，所述耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路采用3.7V，1000mAh鋰電池供電。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型專利具有以下有益效果:
[0015]本實(shí)用新型提供的耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，在原有的溫度測(cè)量電路上改進(jìn)了其測(cè)量精度低功耗大等問(wèn)題，采用補(bǔ)償電橋法消除了器件的溫度漂移誤差，采用16位Α/D轉(zhuǎn)換器提高其采樣速率以及采樣精度，將原來(lái)的±0.5°C誤差提高到了±0.1°C誤差，采用的運(yùn)算放大器AD623，Α/D轉(zhuǎn)換器AD7705，單片機(jī)STC12LE5A60S2以及IXD屏都是低功耗器件，電路使用3.7V，1000mAh鋰電池供電，保證了電路可正常持續(xù)工作8小時(shí)，降低了溫度測(cè)量電路的功耗，同時(shí)提高了溫度采集的速度和精度。。
[0016]本實(shí)用新型降低了溫度測(cè)量電路的功耗，提高了溫度測(cè)量的精度。通過(guò)使用補(bǔ)償電橋法差分輸入到運(yùn)放，以減少溫度漂移。使用高增益低功耗的運(yùn)算放大器AD623和16位Α/D轉(zhuǎn)換器AD7705提高了溫度采集的速度和精度，使溫度精度達(dá)到±0.1°C。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0018]圖1和圖2為本實(shí)用新型耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路系統(tǒng)框圖；
[0019]圖中:1為鉬熱電阻，2為運(yùn)算放大器，3為A/D轉(zhuǎn)換器，4為單片機(jī)，5為顯示屏。 【具體實(shí)施方式】
[0020]下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明:本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0021]請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖2。
[0022]本實(shí)施例提供了一種耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，用于對(duì)鏡面溫度進(jìn)行檢測(cè)，包括:鉬熱電阻、運(yùn)算放大器、Α/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)以及顯示屏，其中，所述鉬熱電阻與運(yùn)算放大器相連接，所述運(yùn)算放大器與Α/D轉(zhuǎn)換器相連接，所述Α/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連接，所述單片機(jī)與顯示屏相連接。
[0023]進(jìn)一步地，所述鉬熱電阻通過(guò)補(bǔ)償電橋結(jié)構(gòu)，差分輸入到運(yùn)算放大器。
[0024]進(jìn)一步地，所述鉬熱電阻采用PT100鉬熱電阻；所述運(yùn)算放大器采用AD623運(yùn)算放大器；所述Α/D轉(zhuǎn)換器采用16位AD7705A/D轉(zhuǎn)換器；單片機(jī)采用STC12LE5A60S2單片機(jī)；所述顯示屏采用IXD顯示屏。
[0025]進(jìn)一步地，，所述PT100鉬熱電阻采用兩線制結(jié)構(gòu)。
[0026]進(jìn)一步地，所述16位AD7705A/D轉(zhuǎn)換器與STC12LE5A60S2單片機(jī)之間進(jìn)行SPI通?目。
[0027]進(jìn)一步地，所述耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路采用3.7V，1000mAh鋰電池供電。
[0028]具體為:[0029]本實(shí)施例包括PTlOO鉬熱電阻、運(yùn)算放大器AD623、A/D轉(zhuǎn)換器AD7705、單片機(jī)STC12LE5A60S2、IXD顯示屏。兩線制PT100鉬熱電阻通過(guò)補(bǔ)償電橋法，差分輸入到運(yùn)算放大器AD623，運(yùn)算放大器AD623的參考電壓以及增益可通過(guò)電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器AD7705進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器AD7705的電壓采集范圍可通過(guò)寄存器和參考電壓進(jìn)行設(shè)置。A/D轉(zhuǎn)換器AD7705與單片機(jī)STC12LE5A60S2進(jìn)行SPI通信，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理之后將鏡面溫度通過(guò)LCD屏顯示。當(dāng)人眼觀察到鏡面露點(diǎn)時(shí)，按下鎖定按鈕記錄當(dāng)前溫度即為露點(diǎn)溫度。
[0030]在本實(shí)施例中，PT100鉬熱電阻通過(guò)補(bǔ)償電橋法，差分輸入到運(yùn)算放大器AD623，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器AD7705進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換器AD7705與單片機(jī)STC12LE5A60S2進(jìn)行SPI通信，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理之后將鏡面溫度通過(guò)IXD屏顯示。
[0031]PT100鉬熱電阻，其阻值隨著溫度變化后，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器AD623信號(hào)放大處理后，由16位A/D轉(zhuǎn)換器AD7705進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，16位A/D轉(zhuǎn)換器AD7705提高了溫度采集的精度，最后經(jīng)過(guò)單片機(jī)STC12LE5A60S2運(yùn)算處理由IXD顯示屏顯示當(dāng)前鏡面的溫度。
[0032]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，其特征在于，包括:鉬熱電阻、運(yùn)算放大器、Α/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)以及顯示屏，其中，所述鉬熱電阻與運(yùn)算放大器相連接，所述運(yùn)算放大器與Α/D轉(zhuǎn)換器相連接，所述Α/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連接，所述單片機(jī)與顯示屏相連接； 所述鉬熱電阻采用PTlOO鉬熱電阻；所述運(yùn)算放大器采用AD623運(yùn)算放大器；所述A/D轉(zhuǎn)換器采用16位AD7705A/D轉(zhuǎn)換器；單片機(jī)采用STC12LE5A60S2單片機(jī)；所述顯示屏采用IXD顯示屏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，其特征在于，所述鉬熱電阻通過(guò)補(bǔ)償電橋結(jié)構(gòu)，差分輸入到運(yùn)算放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，其特征在于，所述鉬熱電阻采用兩線制結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，其特征在于，所述耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路采用3.7V，IOOOmAh鋰電池供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓冷鏡式露點(diǎn)儀鏡面溫度測(cè)量電路，其特征在于，所述16位AD7705A/D轉(zhuǎn)換器與STC12LE5A60S2單片機(jī)之間通過(guò)SPI通信連接。
【文檔編號(hào)】G01K7/20GK203658290SQ201320558568
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】張?zhí)N文, 水浩淼, 李祥偉 申請(qǐng)人:上海電控研究所