專利名稱：雙余度數字式溫度傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及智能傳感器技術領域，尤其是涉及一種雙余度數字式溫度傳感器。
背景技術：
近年來，我國工業現代化的進程和電子信息產業連續的高速增長，帶動了傳感器市場的快速上升。溫度傳感器作為傳感器中的重要一類，占整個傳感器總需求量的40%以上。溫度傳感器用途十分廣闊，可用作溫度測量與控制、溫度補償、流速、流量和風速測定、液位指示、溫度測量、紫外光和紅外光測量、微波功率測量等而被廣泛的應用于彩電、電腦彩色顯示器、切換式電源、熱水器、電冰箱、廚房設備、空調、汽車等領域。近年來汽車電子、消費電子行業的快速增長帶動了我國溫度傳感器需求的快速增長。溫度傳感器作為獲取信息的重要工具，位于信息系統的最前端，其特性的好壞、輸出信息的可靠性對整個系統質量至關重要。一些大型數字控制系統，如航空領域中的飛行控制系統，系統的傳感器輸出信號多大30多路，如果還是采用現有技術 中常用的模擬式傳感器，中央處理器將花費50% 70%的資源消耗在對模擬信號的數據處理、余度管理和故障診斷上，將大大削弱數字控制系統的優勢。而且，現有技術中的溫度傳感器，只能對被測系統進行單一測量，由于測量的重要性、安全性及可靠性要求，通常要求同一個測溫點就需要安裝兩個溫度傳感器來保證，當一個溫度傳感器出現故障時，另一個能夠正常工作，由于兩個溫度傳感器存在性能上的差異，以及由于安裝在測量系統中的位置不同，結果給測量帶來系統性的誤差，并且在安裝空間上要求比較大。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種雙余度數字式溫度傳感器，其結構緊湊，設計新穎合理，安裝使用簡單，實時性能好，線性度高，測溫精度高，測溫范圍寬，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:包括敏感元件殼體和與敏感元件殼體固定連接的數據處理電路板殼體，所述敏感元件殼體上設置有主液體通道以及均與所述主液體通道相連通的第一分支液體通道和第二分支液體通道，所述敏感元件殼體內設置有第一分支液體通道的一側設置有第一敏感元件安裝腔體，所述敏感元件殼體內設置有第二分支液體通道的一側設置有第二敏感元件安裝腔體,所述第一敏感元件安裝腔體內安裝有第一溫度敏感元件,所述第二敏感元件安裝腔體內安裝有第二溫度敏感元件；所述數據處理電路板殼體內設置有數據處理電路板，所述數據處理電路板上集成有溫度數據處理電路，所述溫度數據處理電路包括信號調理電路模塊和微處理器模塊，以及為調理電路模塊和微處理器模塊供電的電源模塊，所述信號調理電路模塊由與所述第一溫度敏感元件相接的第一放大電路模塊和與所述第二溫度敏感元件相接的第二放大電路模塊，以及與所述第一放大電路模塊和第二放大電路模塊均相接的A/D轉換電路模塊組成，所述A/D轉換電路模塊與所述微處理器模塊相接；所述數據處理電路板殼體上連接有電源及輸出信號接插件，所述電源模塊和微處理器模塊均與所述電源及輸出信號接插件相接。上述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述第一溫度敏感元件安裝在所述第一敏感元件安裝腔體內靠近所述第一分支液體通道的一側，所述第一敏感元件安裝腔體內靠近所述數據處理電路板殼體的一側設置有第一陶瓷隔熱層；所述第二溫度敏感元件安裝在所述第二敏感元件安裝腔體內靠近所述第二分支液體通道的一側，所述第二敏感元件安裝腔體內靠近所述數據處理電路板殼體的一側設置有第二陶瓷隔熱層。上述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述數據處理電路板殼體內設置有數據處理電路板固定座，所述數據處理電路板固定安裝在所述數據處理電路板固定座上。上述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述第一溫度敏感元件和第二溫度敏感元件均為鉬銠熱電偶。上述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述微處理器模塊為MSP430系列單片機。上述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述微處理器模塊為單片機MSP430F149。本實用新型與現有技術相比具有以下優點:1、本實用新型結構緊湊，設計新穎合理，加工制造方便，機械性能好，耐振，抗沖擊。
2、本實用新型體積小，重量輕，重量小于250g，安裝使用簡單，內部無空氣隙，熱慣性小，測量滯后小。3、本實用新型采用MSP430系列單片機進行溫度數據處理，數據處理速度快，實時性能好，數據處理能力強，輸出采用數字信號取代了現有技術中常用的電壓信號或電流信號，提高了信號傳輸的可靠性及抗干擾能力。4、本實用新型由于設置有微處理器模塊，因此能夠自己管理自己，它所檢測到的信號能夠以數字量形式與測控系統中的中央處理器進行信息通信與傳遞，便于減輕測控系統中中央處理器的數據處理任務。5、本實用新型通過設置兩路溫度敏感元件，通過微處理器模塊對兩路信號進行對t匕，具有了故障自檢測的功能，能夠對溫度漂移和精度下降作自我的檢測，而且具有了雙余度的溫度保險，能對檢測到的溫度信號進行調節和修正，保障溫度傳感器的檢測數據能夠實時的輸出，能夠很好地滿足實際使用的需求。6、本實用新型的線性度高，測溫精度高，測溫精度可達1%，測溫范圍寬，測溫范圍可達-200°C 1300°C。7、本實用新型的實用性強，使用壽命長，使用效果好，便于推廣使用。綜上所述，本實用新型結構緊湊，設計新穎合理，安裝使用簡單，實時性能好，線性度高，測溫精度高，測溫范圍寬，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型溫度數據處理電路的電路原理框圖。附圖標記說明:I 一敏感元件殼體；2—數據處理電路板殼體； 3—主液體通道；4一第一分支液體通道；5—第二分支液體通道；6—第一溫度敏感元件；7—第二溫度敏感元件；8—數據處理電路板； 9 一電源模塊；10一微處理器模塊； 11一第一放大電路模塊；12—第二放大電路模塊；13 — A/D轉換電路模塊；14一電源及輸出信號接插件； 15—第一陶瓷隔熱層；16—第二陶瓷隔熱層；17—數據處理電路板固定座。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實用新型包括敏感元件殼體I和與敏感元件殼體I固定連接的數據處理電路板殼體2，所述敏感元件殼體I上設置有主液體通道3以及均與所述主液體通道3相連通的第一分支液體通道4和第二分支液體通道5，所述敏感元件殼體I內設置有第一分支液體通道4的一側設置有第一敏感元件安裝腔體，所述敏感元件殼體I內設置有第二分支液體通道5的一側設置有第二敏感元件安裝腔體，所述第一敏感元件安裝腔體內安裝有第一溫度敏感元件6，所述第二敏感元件安裝腔體內安裝有第二溫度敏感元件7 ；所述數據處理電路板殼體2內設置有數據處理電路板8，所述數據處理電路板8上集成有溫度數據處理電路，所述溫度數據處理電路包括信號調理電路模塊和微處理器模塊10，以及為調理電路模塊和微處理器模塊10供電的電源模塊9，所述信號調理電路模塊由與所述第一溫度敏感元件6相接的第一放大電路模塊11和與所述第二溫度敏感元件7相接的第二放大電路模塊12，以及與所述第一放大電路模塊11和第二放大電路模塊12均相接的A/D轉換電路模塊13組成，所述A/D轉換電路模塊13與所述微處理器模塊10相接；所述數據處理電路板殼體2上連接有電源及輸出信號接插件14，所述電源模塊9和微處理器模塊10均與所述電源及輸出信號接插件14相接。具體地，所述電源及輸出信號接插件14內設置有正極電源線插針、負極電源線插針和信號輸出線插針。 如圖1所示，本實施例中，所述第一溫度敏感元件6安裝在所述第一敏感元件安裝腔體內靠近所述第一分支液體通道4的一側，所述第一敏感元件安裝腔體內靠近所述數據處理電路板殼體2的一側設置有第一陶瓷隔熱層15 ;所述第二溫度敏感元件7安裝在所述第二敏感元件安裝腔體內靠近所述第二分支液體通道5的一側，所述第二敏感元件安裝腔體內靠近所述數據處理電路板殼體2的一側設置有第二陶瓷隔熱層16。第一陶瓷隔熱層15和第二陶瓷隔熱層16主要是防止高溫度對第一溫度敏感元件6、第二溫度敏感元件7和溫度數據處理電路中各電路模塊的高溫影響，有助于提高溫度傳感器的檢測精度。
如圖1所示，本實施例中，所述數據處理電路板殼體2內設置有數據處理電路板固定座17，所述數據處理電路板8固定安裝在所述數據處理電路板固定座17上。本實施例中，所述第一溫度敏感元件6和第二溫度敏感元件7均為鉬銠熱電偶。所述微處理器模塊10為MSP430系列單片機。所述微處理器模塊10為單片機MSP430F149。[0034]本實用新型主要用于對液體進行溫度檢測，當液體從主液體通道3流入第一分支液體通道4和第二分支液體通道5后，第一溫度敏感元件6和第二溫度敏感元件7同時對液體溫度進行檢測并將檢測到的溫度信號轉換為電信號輸出，第一放大電路模塊11對第一溫度敏感元件6輸出的信號進行放大后輸出給A/D轉換電路模塊13，第二放大電路模塊12對第二溫度敏感元件7輸出的信號進行放大后輸出給A/D轉換電路模塊13，A/D轉換電路模塊13對第一放大電路模塊11和第二放大電路模塊12進行A/D轉換后輸出給微處理器模塊10，微處理器模塊10對其接收到的兩路信號進行溫度補償、雙通道殘差分析等分析處理，在兩路信號都正常的狀況下，給出兩路信號的輸出判別和融合結果，當兩路信號相差超過10%時，說明其中一路輸出有故障，判斷故障信號是否真實并輸出故障信號，提醒工作人員進行檢修，提高了溫度測量任務的可靠性。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技 術方案的保護范圍內。
權利要求1.一種雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:包括敏感元件殼體(I)和與敏感元件殼體(I)固定連接的數據處理電路板殼體(2)，所述敏感元件殼體(I)上設置有主液體通道(3)以及均與所述主液體通道(3)相連通的第一分支液體通道(4)和第二分支液體通道(5)，所述敏感元件殼體(I)內設置有第一分支液體通道(4)的一側設置有第一敏感元件安裝腔體，所述敏感元件殼體(I)內設置有第二分支液體通道(5)的一側設置有第二敏感元件安裝腔體，所述第一敏感元件安裝腔體內安裝有第一溫度敏感元件(6 )，所述第二敏感元件安裝腔體內安裝有第二溫度敏感元件(7);所述數據處理電路板殼體(2)內設置有數據處理電路板(8)，所述數據處理電路板(8)上集成有溫度數據處理電路，所述溫度數據處理電路包括信號調理電路模塊和微處理器模塊(10)，以及為調理電路模塊和微處理器模塊(10)供電的電源模塊(9)，所述信號調理電路模塊由與所述第一溫度敏感元件(6)相接的第一放大電路模塊(11)和與所述第二溫度敏感元件(7)相接的第二放大電路模塊(12)，以及與所述第一放大電路模塊(11)和第二放大電路模塊(12)均相接的A/D轉換電路模塊(13 )組成，所述A/D轉換電路模塊(13 )與所述微處理器模塊(10 )相接；所述數據處理電路板殼體(2 )上連接有電源及輸出信號接插件(14 )，所述電源模塊(9 )和微處理器模塊(10 )均與所述電源及輸出信號接插件(14 )相接。
2.按照權利要求1所述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述第一溫度敏感元件(6)安裝在所述第一敏感元件安裝腔體內靠近所述第一分支液體通道(4)的一側，所述第一敏感元件安裝腔體內靠近所述數據處理電路板殼體(2)的一側設置有第一陶瓷隔熱層(15);所述第二溫度敏感元件(7)安裝在所述第二敏感元件安裝腔體內靠近所述第二分支液體通道(5)的一側，所述第二敏感元件安裝腔體內靠近所述數據處理電路板殼體(2)的一側設置有第二陶瓷隔熱層(16)。
3.按照權利要求1所述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述數據處理電路板殼體(2)內設置有數據 處理電路板固定座(17)，所述數據處理電路板(8)固定安裝在所述數據處理電路板固定座(17)上。
4.按照權利要求1所述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述第一溫度敏感元件(6)和第二溫度敏感元件(7)均為鉬銠熱電偶。
5.按照權利要求1所述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述微處理器模塊(10)為MSP430系列單片機。
6.按照權利要求5所述的雙余度數字式溫度傳感器，其特征在于:所述微處理器模塊(10)為單片機 MSP430F149。
專利摘要本實用新型公開了一種雙余度數字式溫度傳感器，包括敏感元件殼體和數據處理電路板殼體，敏感元件殼體上設置有主液體通道、第一分支液體通道和第二分支液體通道，敏感元件殼體內設置有第一敏感元件安裝腔體、第二敏感元件安裝腔體、第一溫度敏感元件和第二溫度敏感元件；數據處理電路板殼體內設置有數據處理電路板，數據處理電路板上集成有溫度數據處理電路，溫度數據處理電路包括信號調理電路模塊、微處理器模塊和電源模塊，信號調理電路模塊由第一放大電路模塊、第二放大電路模塊和A/D轉換電路模塊組成；數據處理電路板殼體上連接有電源及輸出信號接插件。本實用新型設計合理，線性度高，測溫精度高，測溫范圍寬，實用性強，便于推廣使用。
文檔編號G01K7/04GK203132724SQ201320052498
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者高濤, 馮興樂, 程飛, 翟娟紅, 馬瑞濤 申請人:長安大學