專利名稱:數(shù)字式紅外測(cè)溫儀的制作方法
本實(shí)用新型數(shù)字式紅外測(cè)溫儀(以下簡(jiǎn)稱測(cè)溫儀)，是一種非接觸式的高溫(500～2500℃)測(cè)量?jī)x器，特別適宜于冶金工業(yè)測(cè)溫用。
雖然非接觸式測(cè)量溫度的技術(shù)發(fā)展較早，例如輻射高溫計(jì)，光學(xué)高溫計(jì)等，現(xiàn)在研制的品種仍然很多，但總的說(shuō)來(lái)，不同程度地存在下述不足之處1、缺乏系列化，適應(yīng)溫度測(cè)量范圍較窄。
2、缺乏完整的適應(yīng)不同環(huán)境條件的安裝附件。
3、缺乏輻射系數(shù)調(diào)整；缺乏線性化器；缺乏峰值、瞬時(shí)值顯示；缺乏多種電信號(hào)輸出(模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào))環(huán)節(jié)與自控系統(tǒng)相配接。
由于上述原因，使得測(cè)溫儀表的適應(yīng)性較差。
本實(shí)用新型測(cè)溫儀旨在為用戶提供一種系列化的適應(yīng)不同測(cè)溫范圍的、同時(shí)具有輻射系數(shù)調(diào)整、線性化好的，可輸出模擬信號(hào)及數(shù)字信號(hào)可方便地與自控系統(tǒng)相配接的儀器。以滿足用戶的需要。
本實(shí)用新型測(cè)溫儀的特點(diǎn)在于，溫度的檢測(cè)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理，均在微計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行。采樣保持、峰值、瞬時(shí)值或平均值的選擇顯示，輻射系數(shù)的調(diào)整、線性化及報(bào)警功能都由微計(jì)算機(jī)程序處理。并通過(guò)I／O接口輸出BCD代碼的數(shù)字信號(hào)和數(shù)據(jù)總線輸出D／A變換后的模擬信號(hào)，供與自控系統(tǒng)聯(lián)機(jī)使用。
圖1是本實(shí)用新型測(cè)溫儀的原理框圖。
如圖1所示，測(cè)溫儀由紅外探測(cè)器(1)、A／D(模／數(shù))變換器(2)、CPU(微處理器)(3)、I／O(輸入／輸出)接口(4)、ROM／RAM(只讀存儲(chǔ)器／隨機(jī)存儲(chǔ)器)(5)、數(shù)碼管顯示器(6)、數(shù)字信號(hào)輸出插座(7)、D／A(數(shù)／模)變換器(8)、功能選擇開(kāi)關(guān)(9)、輻射系數(shù)調(diào)整開(kāi)關(guān)(10)若干部分組成。
紅外探測(cè)器是溫度傳感器，它將溫度信號(hào)變換為模擬量電信號(hào)，電信號(hào)由A／D變換器變?yōu)閿?shù)字量輸進(jìn)CPU，微計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序固化在ROM中，在程序處理下，溫度量值由數(shù)碼管顯示器顯示出來(lái)，輸出BCD碼數(shù)字量和D／A變換后的模擬量，供自控系統(tǒng)聯(lián)機(jī)使用。功能選擇開(kāi)關(guān)是為選擇峰值、瞬時(shí)值或平均值顯示而設(shè)置的。輻射系數(shù)調(diào)整開(kāi)關(guān)是為著消除傳感器的參數(shù)非一致性而設(shè)置的。
圖2是本實(shí)用新型測(cè)溫儀的一個(gè)實(shí)施例。
如圖2所示，(1)是紅外探測(cè)器，它選用了英國(guó)LAND公司OQO系列產(chǎn)品，它的測(cè)溫原理是探測(cè)熱目標(biāo)的某段范圍的輻射能量來(lái)確定熱目標(biāo)的溫度，被測(cè)熱目標(biāo)來(lái)的輻射能經(jīng)過(guò)一套光學(xué)系統(tǒng)的會(huì)聚照射在探測(cè)器上，將溫度轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)，但這信號(hào)是非線性的。OQO系列產(chǎn)品在400～2500℃的范圍內(nèi)是分段的，便于適應(yīng)不同的測(cè)溫范圍，為測(cè)溫儀的系列化提供了方便。(2)是A／D變換器，它選用了14433芯片，紅外探測(cè)器輸出的模擬電信號(hào)輸入A／D變換器后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸給I／O接口(4)的Z80PIO1的PA0～PA7，其PB0～PB4接達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器1413，控制四位七段數(shù)碼管顯示器(6)的字位選擇，其PB4～PB7接七段譯碼驅(qū)動(dòng)器4511，作四位七段數(shù)碼管顯示器的字形選擇。PIO1的PB0～PB7還兼作BCD碼數(shù)字量的出端口，與一個(gè)BCD碼輸出插座(7)相連。I／O接口(4)的Z80PIO2的PA0～PA7與一組八個(gè)功能選擇開(kāi)關(guān)(9)相連，這組開(kāi)關(guān)決定顯示現(xiàn)時(shí)的測(cè)量值還是追溯顯示原有的測(cè)量值，顯示的是峰值，還是瞬時(shí)值或平均值，若顯示的是平均值，是近10秒內(nèi)測(cè)量的平均值，還是近20秒或近50秒測(cè)量的平均值。PIO2的PB0～PB7也與一組八個(gè)輻射系數(shù)調(diào)整開(kāi)關(guān)(10)相連，調(diào)整輻射系數(shù)以消除傳感器的非一致性。(3)為微處理器，選用Z80CPU，它是微計(jì)算機(jī)的核心。(5)是存儲(chǔ)器，EPROM中寫(xiě)入了應(yīng)用程序，選用2716芯片，RAM選用6116芯片。(8)是D／A變換器，選用DAC0832芯片，它把微計(jì)算機(jī)測(cè)量到的數(shù)字量變換為0～10mA或4～20mA的模擬量。
圖3是計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的框圖，各框的含義如下(11)接通電源，啟動(dòng)。(12)初始化、(13)讀面板，確定操作方式、(14)內(nèi)存、(15)實(shí)時(shí)采樣處理、(16)線性化化處理、(17)顯示瞬時(shí)值、(18)顯示峰值、(19)瞬時(shí)值處理、(20)瞬時(shí)處理、(21)平均值處理、(22)顯示過(guò)程處理。
本實(shí)用新型測(cè)溫儀的實(shí)施例選用Z80系列微計(jì)算機(jī)，實(shí)際上亦可選用MCS－48系列、MCS－51和Z8系列的單片機(jī)，都能達(dá)到預(yù)期效果。
權(quán)利要求
1.一種以紅外探測(cè)器為溫度傳感器，具有測(cè)量和數(shù)字顯示及信號(hào)輸出部分的非接觸式的數(shù)字式紅外測(cè)溫儀，其特征在于它采用了微計(jì)算機(jī)，它有一個(gè)BCD碼輸出插座(7)，還有一組功能選擇開(kāi)關(guān)(9)和一組輻射系數(shù)調(diào)整開(kāi)關(guān)(10)。
2.由權(quán)利要求
1所述的數(shù)字式紅外測(cè)溫儀，其特征在于微計(jì)算機(jī)可選用Z80系列微計(jì)算機(jī)，亦可選用MCS－48系列或MCS－51系列或Z8系列單片機(jī)。
3.由權(quán)利要求
1所述的數(shù)字式紅外測(cè)溫儀，其特征在于它的BCD碼輸出插座(7)可由一個(gè)D／A(數(shù)／模)變換器(8)取代；也可以BCD碼輸出插座(7)和D／A(數(shù)／模)變換器(8)二者兼有。
專利摘要
本實(shí)用新型為一種帶微計(jì)算機(jī)的非接觸式的測(cè)溫儀，測(cè)溫范圍在400～2500℃分段系列化。適用于冶金部門(mén)。具有模擬和數(shù)字信號(hào)輸出，可方便地與自控系統(tǒng)相聯(lián)。溫度測(cè)量的采樣、保持、平均值、峰值或瞬時(shí)值的顯示以及輻射系數(shù)的調(diào)整，線性化等均由計(jì)算機(jī)程序處理。
文檔編號(hào)G01J5/00GK86207433SQ86207433
公開(kāi)日1987年9月16日 申請(qǐng)日期1986年10月9日
發(fā)明者黃智偉 申請(qǐng)人:湖南省衡陽(yáng)市電子研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan