一种RC充放电测温系统
阅读：492发布：2023-03-21
专利汇可以提供一种RC充放电测温系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种测温系统，尤其涉及一种RC充放电测温系统。要解决的技术问题是提供一种RC充放电测温系统，不需要ADC转换模 块 ，结构简单，准确度高的热 电阻 测温系统。一种RC充放电测温系统，包括有热电阻、RC振荡 电路 、 频率 检测电路、控制系统、电源、显示器、输出模块；所述的热电阻连接到RC振荡电路中并作为RC振荡电路的一部分，所述的RC振荡电路连接到频率检测电路，所述的频率检测电路、电源、显示器、输出模块连接到控制系统。本实用新型提供的一种RC充放电测温系统，不需要ADC转换模块，结构简单，准确度高，弥补了现有测温方式的未涉及的空白。，下面是一种RC充放电测温系统专利的具体信息内容。
1.一种RC充放电测温系统，其特征在于，包括有热电阻（1）、RC振荡电路（2）、频率检测电路（3）、控制系统（4）、电源（5）、显示器、输出模块（7）；所述的热电阻（1）连接到RC振荡电路（2）中并作为RC振荡电路（2）的一部分，所述的RC振荡电路（2）连接到频率检测电路（3），所述的频率检测电路（3）、电源（5）、显示器、输出模块（7）连接到控制系统（4）。
2.根据权利要求1所述的一种RC充放电测温系统，其特征在于，所述的热电阻（1）为铂电阻。
3.根据权利要求1所述的一种RC充放电测温系统，其特征在于，所述的热电阻（1）为铜电阻。
4.根据权利要求1所述的一种RC充放电测温系统，其特征在于，所述的热电阻（1）为半导体热敏电阻。
5.根据权利要求1所述的一种RC充放电测温系统，其特征在于，所述的控制系统（4）为单片机控制系统。
6.根据权利要求1所述的一种RC充放电测温系统，其特征在于，所述的显示器为七段式数码显示器。
一种RC充放电测温系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种测温系统，尤其涉及一种RC充放电测温系统。
背景技术
[0002] 温度检测包括接触式测温方法和非接触式测温方法，接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。这种方法优点是直观可靠，缺点是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。非接触式测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故可以避免接触式测温法的缺点，具有较高的测温上限。此外，非接触式测温法热惯性小，可达1/1000s，故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。由于受物体的发射率、被测对象到仪表之间的距离以及烟尘、水汽等其他的介质的影响，这种方法一般测温误差较大。
[0004] 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁-镍等。
[0005] 热电阻的测温原理是基于导体或半导体热电阻的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。
[0006] 目前所有的热电阻测温系统中，热电阻温度变送器由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4-20mA的直流电流信号或1-5V的直流电压信号。热电阻温度变送器的结构大体上可分为三大部分：输入电桥（如图2所示）、放大电路及反馈电路。其输入电桥实质上是一个不平衡电桥。热电阻被接入其中一个桥臂，当受温度变化引起热电电阻阻值发生改变后，电桥就输出一个不平衡电压信号，此电压信号通过放大电路和反馈电路，便可以得到一个与输入信号呈线性函数关系的输出电流I。
[0008] 经过我们研究发现，RC充放电电路的振荡频率与电阻R的阻值有关，因此考虑到将RC充放电电路用于温度检测，将热电阻接入到RC充放电电路，作为RC充放电电路的电阻R，利用热电阻的温度-电阻特性，当受温度变化引起热电电阻阻值发生改变后，RC充放电电路的振荡频率也发生变化，根据所检测到的频率和振荡频率公式计算出热电阻当前的电阻值，再根据所使用的电阻的温度-电阻特性计算出热电阻当前的温度。输出直接为数字量信号，可以在本机显示温度值，也可将温度信号通过输出模块传递给其它温度采集系统。
[0009] RC振荡电路是采用RC选频网络构成的振荡电路，它适用于低频振荡，一般用于产生1Hz-1MHz的低频信号。对于RC振荡电路来说，改变电阻R的阻值即可改变振荡频率。而频率的检测是比较简单方便的，且RC振荡电路具有电路简单，经济方便等优点，其振荡频率为：f=1/2πRC。实用新型内容
[0010] （1）要解决的技术问题
[0011] 本实用新型为了克服现有热电阻测温电路，均是利用桥式电路进行变送，输出为模拟信号，这种测温系统中，还需加入ADC转换模块将模拟量的温度信息转换成数字量的温度信息，并且还需要标定的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种RC充放电测温系统，不需要ADC转换模块，结构简单，准确度高的热电阻测温系统。
[0012] （2）技术方案
[0013] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种RC充放电测温系统，包括有热电阻、RC振荡电路、频率检测电路、控制系统、电源、显示器、输出模块；所述的热电阻连接到RC振荡电路中并作为RC振荡电路的一部分，所述的RC振荡电路连接到频率检测电路，所述的频率检测电路、电源、显示器、输出模块连接到控制系统。
[0014] 优选地，所述的热电阻为铂电阻。
[0015] 优选地，所述的热电阻为铜电阻。
[0016] 优选地，所述的热电阻为半导体热敏电阻。
[0017] 优选地，所述的控制系统为单片机控制系统。
[0018] 优选地，所述的显示器为七段式数码显示器。
[0019] 工作原理：热电阻在标准温度20度的温度下有一个基准电阻值，所连接的RC振荡电路也有一个基准振荡频率f0，对应的输出温度为20度；用本测温系统测温时，热电阻用处于被测环境或被测物体中，与被测环境或被测物体的温度相同，由于热电阻的温度-电阻特性，当被测环境或被测物体与标准温度不相等时，热电阻的电阻值将会偏离基准电阻值，热电阻连接的RC振荡电路的振荡频率也会偏离基准振荡频率f0，通过频率检测电路检测RC振荡电路当前的振荡频率f，控制系统根据所检测到的频率和振荡频率公式f=1/2πRC计算出热电阻当前的电阻值，再根据所使用的热电阻的温度-电阻特性或热电阻的分度表计算出热电阻当前的温度，输出给显示器显示，温度输出直接为数字量信号，可以在本机显示温度值，也可将温度信号通过输出模块传递给其它温度采集系统。
[0020] （3）有益效果
[0022] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0023] 图2为常见的热电阻温度变送器桥式电路。
[0024] 附图中的标记为：1-热电阻，2-RC振荡电路，3-频率检测电路，4-控制系统，5-电源，6-显示器，7-输出模块。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0026] 实施例1
[0027] 一种RC充放电测温系统，如图1所示，包括有热电阻1、RC振荡电路2、频率检测电路3、控制系统4、电源5、显示器、输出模块7；所述的热电阻1连接到RC振荡电路2中并作为RC振荡电路2的一部分，所述的RC振荡电路2连接到频率检测电路3，所述的频率检测电路3、电源5、显示器、输出模块7连接到控制系统4。
[0028] 所述的热电阻1为铂电阻。
[0029] 所述的控制系统4为单片机控制系统。
[0030] 所述的显示器为七段式数码显示器。
[0031] 热电阻1在标准温度20度的温度下有一个基准电阻值，所连接的RC振荡电路2也有一个基准振荡频率f0，对应的输出温度为20度；用本测温系统测温时，热电阻1用处于被测环境或被测物体中，与被测环境或被测物体的温度相同，由于热电阻1的温度-电阻特性，当被测环境或被测物体与标准温度不相等时，热电阻1的电阻值将会偏离基准电阻值，热电阻1连接的RC振荡电路2的振荡频率也会偏离基准振荡频率f0，通过频率检测电路3检测RC振荡电路2当前的振荡频率f，控制系统4根据所检测到的频率和振荡频率公式f=1/2πRC计算出热电阻1当前的电阻值，再根据所使用的热电阻1的温度-电阻特性或热电阻1的分度表计算出热电阻1当前的温度，输出给显示器显示，温度输出直接为数字量信号，可以在本机显示温度值，也可将温度信号通过输出模块7传递给其它温度采集系统。
[0032] 实施例2
[0033] 一种RC充放电测温系统，如图1所示，包括有热电阻1、RC振荡电路2、频率检测电路3、控制系统4、电源5、显示器、输出模块7；所述的热电阻1连接到RC振荡电路2中并作为RC振荡电路2的一部分，所述的RC振荡电路2连接到频率检测电路3，所述的频率检测电路3、电源5、显示器、输出模块7连接到控制系统4。
[0034] 所述的热电阻1为铜电阻。
[0035] 所述的控制系统4为单片机控制系统。
[0036] 所述的显示器为七段式数码显示器。
[0037] 热电阻1在标准温度20度的温度下有一个基准电阻值，所连接的RC振荡电路2也有一个基准振荡频率f0，对应的输出温度为20度；用本测温系统测温时，热电阻1用处于被测环境或被测物体中，与被测环境或被测物体的温度相同，由于热电阻1的温度-电阻特性，当被测环境或被测物体与标准温度不相等时，热电阻1的电阻值将会偏离基准电阻值，热电阻1连接的RC振荡电路2的振荡频率也会偏离基准振荡频率f0，通过频率检测电路3检测RC振荡电路2当前的振荡频率f，控制系统4根据所检测到的频率和振荡频率公式f=1/2πRC计算出热电阻1当前的电阻值，再根据所使用的热电阻1的温度-电阻特性或热电阻1的分度表计算出热电阻1当前的温度，输出给显示器显示，温度输出直接为数字量信号，可以在本机显示温度值，也可将温度信号通过输出模块7传递给其它温度采集系统。
[0038] 实施例3
[0039] 一种RC充放电测温系统，如图1所示，包括有热电阻1、RC振荡电路2、频率检测电路3、控制系统4、电源5、显示器、输出模块7；所述的热电阻1连接到RC振荡电路2中并作为RC振荡电路2的一部分，所述的RC振荡电路2连接到频率检测电路3，所述的频率检测电路3、电源5、显示器、输出模块7连接到控制系统4。
[0040] 所述的热电阻1为半导体热敏电阻。
[0041] 所述的控制系统4为单片机控制系统。
[0042] 所述的显示器为七段式数码显示器。
[0043] 热电阻1在标准温度20度的温度下有一个基准电阻值，所连接的RC振荡电路2也有一个基准振荡频率f0，对应的输出温度为20度；用本测温系统测温时，热电阻1用处于被测环境或被测物体中，与被测环境或被测物体的温度相同，由于热电阻1的温度-电阻特性，当被测环境或被测物体与标准温度不相等时，热电阻1的电阻值将会偏离基准电阻值，热电阻1连接的RC振荡电路2的振荡频率也会偏离基准振荡频率f0，通过频率检测电路3检测RC振荡电路2当前的振荡频率f，控制系统4根据所检测到的频率和振荡频率公式f=1/2πRC计算出热电阻1当前的电阻值，再根据所使用的热电阻1的温度-电阻特性或热电阻1的分度表计算出热电阻1当前的温度，输出给显示器显示，温度输出直接为数字量信号，可以在本机显示温度值，也可将温度信号通过输出模块7传递给其它温度采集系统。
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