全文摘要
本实用新型公开了一种工业环境参数采集装置，所述采集装置包括模数转换主控芯片，均与模数转换主控芯片连接的NBIOT数传模块、供电电池以及冷结补偿电路，所述NBIOT数传模块连接有RF天线，所述供电电池并联连接有电源去耦电容；所述采集装置还包括有热电偶传感器，该热电偶传感器通过传感器耦合电路与所述模数转换主控芯片连接。本实用新型提供的工业环境参数采集装置，其具有温度控制精度高，稳定性好等优点，可满足工业技术中进行环境参数采集的需要，特别是可很好地满足在科学研究、航空航天、生物医药、精密仪器等领域的环境参数采集的需要。
主设计要求
1.一种工业环境参数采集装置，其特征在于：所述采集装置包括模数转换主控芯片，均与模数转换主控芯片连接的NBIOT数传模块、供电电池以及冷结补偿电路，所述NBIOT数传模块连接有RF天线，所述供电电池并联连接有电源去耦电容；所述采集装置还包括有热电偶传感器，该热电偶传感器通过传感器耦合电路与所述模数转换主控芯片连接。
设计方案
1.一种工业环境参数采集装置，其特征在于：所述采集装置包括模数转换主控芯片，均与模数转换主控芯片连接的NBIOT数传模块、供电电池以及冷结补偿电路，所述NBIOT数传模块连接有RF天线，所述供电电池并联连接有电源去耦电容；
所述采集装置还包括有热电偶传感器，该热电偶传感器通过传感器耦合电路与所述模数转换主控芯片连接。
2.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于：所述模数转换主控芯片的芯片型号为AD7793。
3.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于：所述热电偶传感器为T型热电偶传感器。
4.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于：所述供电电池为锂电池。
5.根据权利要求2所述的采集装置，其特征在于：所述冷结补偿电路包括有一热敏电阻及一精密电阻，所述热敏电阻的两端连接在所述模数转换主控芯片AD7793的引脚7和引脚8之间；所述精密电阻的一端与所述模数转换主控芯片AD7793的引脚9连接，所述精密电阻的另一端接地。
6.根据权利要求1～5任一项所述的采集装置，其特征在于：所述RF天线的阻抗为50欧。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及工业技术领域，具体涉及一种工业环境参数采集装置。
背景技术
工业技术中环境参数采集和控制已成为工业、农业、科学研究、航空航天和人们生活等各活动中很重要的一个环节，特别是在科学研究、航空航天、生物医药、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，稳定性要求极其苛刻。目前，现有技术中的环境参数采集装置难以满足科学研究、航空航天、生物医药、精密仪器等对温度控制精度要求高的领域的使用
实用新型内容
为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种温度控制精度高、稳定性好的工业环境参数采集装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种工业环境参数采集装置，所述采集装置包括模数转换主控芯片，均与模数转换主控芯片连接的NBIOT数传模块、供电电池以及冷结补偿电路，所述NBIOT数传模块连接有RF天线，所述供电电池并联连接有电源去耦电容；所述采集装置还包括有热电偶传感器，该热电偶传感器通过传感器耦合电路与所述模数转换主控芯片连接。
优选地，所述模数转换主控芯片的芯片型号为AD7793。
优选地，所述热电偶传感器为T型热电偶传感器。
优选地，所述供电电池为锂电池。
优选地，所述冷结补偿电路包括有一热敏电阻及一精密电阻，所述热敏电阻的两端连接在所述模数转换主控芯片AD7793的引脚7和引脚8之间；所述精密电阻的一端与所述模数转换主控芯片AD7793的引脚9连接，所述精密电阻的另一端接地。
优选地，所述RF天线的阻抗为50欧。
本实用新型提供的工业环境参数采集装置，其具有温度控制精度高，稳定性好等优点，可满足工业技术中进行环境参数采集的需要，特别是可很好地满足在科学研究、航空航天、生物医药、精密仪器等领域的环境参数采集的需要。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的工业环境参数采集装置的电路结构示意框图；
图2是本实用新型实施例提供的工业环境参数采集装置的具体电路结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如附图1所示，一种工业环境参数采集装置，所述采集装置包括模数转换主控芯片，均与模数转换主控芯片连接的NBIOT数传模块、供电电池以及冷结补偿电路，所述NBIOT数传模块连接有RF天线，所述供电电池并联连接有电源去耦电容；所述采集装置还包括有热电偶传感器，该热电偶传感器通过传感器耦合电路与所述模数转换主控芯片连接。本实施例中，所述供电电池优选为锂电池；所述热电偶传感器优选为T型热电偶传感器，该T型热电偶传感器由铜和康铜构成，工作范围为-200℃至+400℃，产生的温度相关电压典型值为40μV\/℃。所述NBIOT数传模块为现有技术中存在的模块，其用于实现数据传输，再次不再对其进行详述。
在一个具体的优选实施例中，所述采集装置如附图2所示，所述模数转换主控芯片的芯片型号为AD7793，图2中的IC1即为模数主控芯片AD7793；所述冷结补偿电路用于为抵消环境温度变化对采集结果的影响，冷结补偿电路包括有一热敏电阻R3及一精密电阻R4，所述热敏电阻的两端连接在所述模数转换主控芯片AD7793的引脚7和引脚8之间；所述精密电阻R4的一端与所述模数转换主控芯片AD7793的引脚9连接，所述精密电阻R4的另一端接地。
具体地，所述传感器耦合电路由电阻R1、R2以及电容C1、C2、C3组成，所述传感器耦合电路的具体电路结构如附图2所示；所述电源去耦电容包括有电容C4、电容C5,电容C4和电容C5分别与所述锂电池并联连接，如附图2所示。
作为优选的实施例，热敏电阻器R3的电阻值为1K，精密电阻R4的电阻值同样为1K，精密电阻R4是环氧树脂密封的精度偏差小于0.01％，温度系数为±1PPM\/℃的Ultra-Precision精密电阻器。所述电容C1电容量为0.1uF、电容C2的电容量为0.01uF、电容C3的电容量为0.01uF、电容C4的电容量为0.1uF、电容的C5电容量为10uF；所述电阻器R1和R2电阻值为1K，所述RF天线的阻抗优选为50欧。
以下简要说明本实施例提供的采集装置的工作原理：
本采集装置用于在工业环境中对温度参数进行采集，其有用测量范围是0℃到+60℃。在0℃至+60℃的范围内，T型热电偶传感器产生0mV至2.4mV的电压。模数转换主控芯片IC1采用单电源供电(具体采用5V锂电池供电)，最大功耗500uA。电阻R1、R2，电容C1、C2、C3组成传感器耦合电路，将T型热电偶传感器产生的电压传送至模数转换主控芯片IC1，模数转换主控芯片IC1内部1.17V基准电压用于热电偶转换。为抵消环境温度变化对采集结果的影响，本采集装置设置了冷结补偿电路，其由热敏电阻R3和精密电阻R4组成，热敏电阻R3在+25℃时的值为1kΩ，0℃时的值为815Ω，+30℃时的值为1040Ω。假设0℃至30℃的传递函数为线性，则冷结温度与热敏电阻R3之间的关系为：冷结温度＝30×(R–815)\/(1040–815)。
模数转换主控芯片IC1的引脚4输出的1mA激励电流用于为热敏电阻R3和精密电阻R4供电，基准电压利用精密电阻R4产生。模数转换主控芯片IC1的输出结果经引脚1、引脚3、引脚15、引脚16传送给NBIOT数传模块，从而实现工业环境参数采集装置的功能。本实用新型实施例提供的采集装置，其设计的电路架构采用比率式配置，激励电流用于为热敏电阻供电，并产生基准电压。因此，激励电流值的偏差不会改变采集的精度，而且当环境温度变化时通过冷结补偿电路实现温度补偿，因此其具有温度控制精度高，稳定性好等优点，可有效满足在科学研究、航空航天、生物医药、精密仪器等领域的环境参数采集的需要。
上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920285485.1
申请日:2019-03-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209623892U
授权时间:20191112
主分类号:G01K 7/13
专利分类号:G01K7/13
范畴分类:31C;
申请人:东莞理工学院
第一申请人:东莞理工学院
申请人地址:523000广东省东莞市松山湖科技产业园区大学路1号
发明人:邓成良;陈宝康;张志坚;陈平平
第一发明人:邓成良
当前权利人:东莞理工学院
代理人:王键
代理机构:11563
代理机构编号:北京汇彩知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计