[实用新型]采用PWM调制输出的水温传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及水温传感器，特别是一种采用PWM调制输出的水温传感器。

背景技术

在汽车冷却系统中，水温传感器只是该系统局部温度的一个很小的电子单元，但其却是测量冷却系统温度确保发动机工作的关键环节，只有温度传感器正确的指示出温度信息，才能确保发动机工作在最佳状态，否则温度过高会损伤发动机，过低会降低发动机的使用寿命并降低发动机经济性能，如何保证水温传感器能正确稳定测量出待测温度具有重要意义。

常规的水温传感器通常使用热敏电阻作为温敏元件，利用热敏电阻的温度——电阻的对应规律，测量散热器的温度，通过仪表显示出散热器温度状态，并参与调节发动机的工作状态。这种常规的温敏电阻功耗高，驱动电流大，由于工作温度较高一般寿命不长；为减少接入线数量，通常使用外壳作为一个电极，并且由于采用模拟电路测量水温，故测量结果易受线路长度、外壳接地腐蚀或接触不良、外界电磁场干扰影响；同时由于模拟电路对工作点要求较高，所以采用热敏电阻输出的传感器不支持多设备同时测量，仅能外接一个测量电路；随着汽车中央控制系统能力的增强，及对发动机节能减排要求的增高，需要更加方便稳定的温度测量方法。

发明内容

本实用新型所要解决的问题就是提供一种采用PWM调制输出的水温传感器，有效降低工作功耗，提高使用寿命，抗干扰能力强，支持多设备接入方式，能适应外部多个设备同时采集温度的需要。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：采用PWM调制输出的水温传感器，包括壳体，所述壳体的头部设有感应水温的热敏元件，所述壳体中设有与热敏元件电连接来处理热敏元件产生的模拟温度信号的功能线路板，所述壳体的尾部设有插接外部电源的插接端子，插接端子与功能线路板电连接，其特征在于：所述功能线路板上设有将模拟温度信号处理成PWM信号的数字处理模块和将外部电源的供电电压转化成为数字处理模块的供电电压的电源管理模块。

进一步的，所述数字处理模块包括处理热敏元件测得的模拟温度信号的信号调理单元、将经过调理后的模拟温度信号转化为数字温度信号进行数据处理并产生方波信号的数据采集单元、将所述方波信号转化为用于生成占空比调制输出的基频信号的基频产生单元、以及将基频信号和数字温度信号生成PWM信号的波形合成单元，所述信号调理单元的输入端与热敏元件电连接，所述数据采集单元的输入端与信号调理单元的输出端电连接，所述基频产生单元的输入端与信号调理单元的输出端电连接，所述波形合成单元的输入端与数据采集单元的输出端及基频产生单元的输出端电连接，所述波形合成单元生成的PWM信号由PWM调制单元调制后经供电电源线输出。

进一步的，所述信号调理单元由信号调理元件和放大单元组成，所述信号调理元件的输入端与热敏元件电连接，所述信号调理元件具有两个输出端，信号调理元件上其中一个输出端与放大单元的输入端电连接，信号调理元件上另一个输出端与基频产生单元的输入端电连接，所述放大单元的输出端与数据采集单元的输入端电连接。

进一步的，所述数据采集单元包括V/F变换元件和数据处理元件，所述V/F变换元件的输入端与信号调理单元的输出端电连接，V/F变换元件的输出端与数据处理元件的输入端电连接，所述数据处理元件的输出端与波形合成单元的输入端电连接。

进一步的，所述电源管理模块还包括过流保护单元、过压保护单元、干扰保护单元和静电保护单元。

进一步的，所述电源管理模块上还接有储能元件。

进一步的，所述热敏元件通过导热填充物固定在壳体中。保证热敏元件正常稳定工作，固定可靠。

进一步的，所述功能线路板与热敏元件之间设有阻热填充物。保证功能线路板不受热源影响，能够正常稳定工作。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：通过内部电路采集出温度信息，并采用PWM调制输出，可有效降低工作功耗，提高使用寿命；独有的数字输出方式极大增强了抗干扰能力；并且支持多设备接入方式，以适应外部多个设备同时采集温度的需要；由于热敏电阻多为非线性温度变化关系，在其高温区的变化范围经常过窄，容易造成其工作的高温区精度降低，本实用新型对其非线性进行修正，确保调制输出的温度信号的线性对应关系。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例中功能线路板的工作单元框图。

具体实施方式