[实用新型]一种基于单片机控制的温差电动势的智能平板采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用电路系统，尤其涉及一种基于单片机控制的温差电动势的智能平板采集系统。 

背景技术

温差电偶传感器是一种能够实现热能和电能（温度与电动势）之间转化测量的传感器，其基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect）。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下（一般0℃）。根据热电动势与温度的函数关系，实现测温的目的。温差电动势的测量通常使用电位差计，而电位差计一般作为实验室的校准仪器使用，无法直接对信号进行后续处理及网络传输。 

发明内容

为克服现有温差电动势测量仪器处理及应用技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能化的温差电偶传感器电压信号实时采集系统。 

本实用新型通过单片机控制实现将电动势信号智能采集，可将采集到的实时信号大量存储；由大幅面触摸屏触摸进行指令控制并以表格形式将采集到的数据分屏显示。 

为了解决上述技术问题，实现上述目的，本实用新型采用了如下技术 方案： 

一种基于单片机控制的温差电动势的智能平板采集系统，包括温差电偶传感器、信号采集模块、单片机系统及大幅面液晶触摸屏，所述的信号采集模块是由两级放大电路及模数转换器组成，温差电偶传感器高温端、低温端分别与信号放大电路的输入端、共地端相联接；温差电信号经放大后输入模数转换器将其转换为数字信号；单片机系统与模数转换器之间有功能控制和数据读取的联接；单片机系统将读取的数字化信号经过处理送至大幅面液晶触摸屏。 

大幅面液晶触摸屏以数据表格的形式将采集得到的数据显示出来；大幅面液晶触摸屏带有的触摸功能实现对电动势信号采集参数的控制（包括有采样间隔、采样数据总量、采集开启、暂停等）。 

所述信号采集模块是由第一放大器、第二放大器和高精度模数转换器组成；所述温差电偶传感器的正信号输出端连接所述第一放大器的同相输入端，所述温差电偶传感器的负信号输出端连接第一放大器的公共接地端，所述第一放大器的输出端通过电阻、电容滤波连接至所述第二放大器的同相输入端，所述第二放大器的输出端连接至高精度模数转化器，高精度模数转换器由单片机控制实现信号采集。 

进一步的，第一放大器采用同相输入、电压跟随，达到输入高阻抗、信号源索取能量少的使路端电压逼近电动势；所述第一放大器的同相输入端连接有偏置电阻，负反馈支路含有防自激的相位补偿处理、输入失调电压调零电路。 

进一步的，所述第二放大器仍采用同相输入实现高增益输出；具体要 求：精度高、功耗低、共模抑制比高和工作频带宽，尤其是高稳定性和极低温度漂移；所述的第二放大器同相输入端由电阻并联电容进行低通滤波器抗干扰处理，正、负电源有滤波处理，采用高精度、低噪声的金属膜电阻。 

进一步的，所述模数转换器采用功耗低、噪声干扰小的16位高精度模数转换器，其参考电压输入支路有去纹波设计，工作电源输入有去耦、滤波处理。 

进一步的，所述大幅面液晶屏为10.4寸及以上的触摸平板液晶屏；所述液晶屏为分辨率为640×480、256真彩TFT液晶屏；工作电压为5V直流电压；支持高速8位总线与单片机连接；低功耗且轻薄设计。 

进一步的，所述单片机为16位及以上的大容量单片机控制芯片；所述单片机与所述模数转转器联接实现对转换器的指令控制与读取转换后的数字信号；与触摸液晶屏联接，实现触摸屏的指令输入及单片机对液晶屏的控制与数据显示。 

本实用新型的温差电动势信号采集电路的工作过程如下： 

当温差电偶传感器感高温输出端与低温端输联接至所述第一放大器的同相输入端与公共接地端，温差电动势信号依次经前级运放高阻抗电压跟随，再经过第二级放大后输入至高精度模数转换器供单片机采样，并将采集的的数据显示到由单片机控制的触摸大幅液晶屏。 

本实用新型具有以下优点： 

本实用新型的温差电偶传感器信号采集系统的结构较简单，使用方便，测量精度高，便于动态实时海量存储与列表显示，可应用在基于温差电偶 的测温系统或较弱电压信号检测等场合。 

附图说明

图1为本实用新型的结构方框图。 

图2为信号采集模块的电路原理图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术实施过程做进一步说明。