[实用新型]两线制复合式温度传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度传感器，尤其是一种用于检测列车轴温的温度传感器，具体地说是一种两线制复合式温度传感器。

背景技术

目前，列车轴温检测是保障列车尤其是高速列车正常运行的重要措施，必须保证其检测的准确性，既要保证在达到设定温度时正常报警，又要防止误报，而目前主要采用的是单数字式温度计进行检测，数字传感器虽然具有精度高的优点，当温度超过一定的数值就会出现检测误差，发生误报或漏报，造成严重的后果，而模拟式温度检测电路，虽然精度较差，但当超过设定温度时，又具有检测准确的优点。据申请人所知，目前尚无一种将数字式和模拟式温度检测装置进行组合，取长补短的传感器可供使用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的数字式温度传感器检测精度高但安全性较差，而模拟式温度传感器检测精度差，但安全可靠的特点，设计一种将两者进行有机结合，发挥各自特点的两线制复合式温度传感器。

本实用新型的技术方案是：

一种两线制复合式温度传感器，其特征是它由数字温度计和熔断器F组成，所述的熔断器串接在电源接地端GND与数字温度计的电源端VDD之间，所述的电源端VDD通过一个钽电容C与电源接地端GND相连；电源端VDD与数据端DQ之间连接有二极管D1。

所述的熔断器F串接有稳压管Dz，以便在稳压结果既不影响数字温度计正常通信的前提下，又能在数字温度计通信异常或损坏开路的情况下，通过二极管D1和稳压管Dz的温度特性，实现模拟温度传感器的测温功能。

所述的熔断器F串接有多个二极管D2-Dn。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结合了数字式和模拟式温度检测器的优点，既能保证正常的温度检测，又能在轴温达到设定值时在模拟电路（熔断器熔断）自动进行报警。

本实用新型结构简单，易于实现，安全可靠，成本低，性价比高。

附图说明

图1是本实用新型的温度传感器的内部电路结构示意图之一。

图2是本实用新型的温度传感器的内部电路结构示意图之二。

图3是本实用新型的温度传感器的具体应用的接口参考图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例一。

如图1、3所示。

一种两线制复合式温度传感器，它由数字温度计（型号可为DS18B20，分辨率可编程设置）和熔断器F封装置组成，如图1所示，图中左侧线1是检测数据输出线，线2是地线GND，所述的熔断器串接在电源接地端GND与数字温度计的电源端VDD之间，所述的电源端VDD通过一个钽电容C与电源接地端GND相连；电源端VDD与数据端DQ之间连接有二极管D1；所述的熔断器F串接有稳压管Dz，以便在稳压结果既不影响数字温度计正常通信的前提下，又能在数字温度计通信异常或损坏开路的情况下，通过二极管D1和稳压管Dz的温度特性，实现模拟温度传感器的测温功能。

本实用新型与传统的两线制寄生电源应用不同的是其中的DS18B20的电源端VDD并不共地，而是通过增加一个钽电容C连接到地；另一方面，电源端VDD还通过增加一个二极管D1连接到数据端DQ。当CPU通过数据端DQ与DS18B20通信测温时，在每一个高电平下，都完成对钽电容C的充电；放电时，又受到二极管D1的抑制，使整个通信过程近乎达到DS18B20三线制应用的稳定效果。作为“两线制复合式温度传感器”的冗余设计，本实用新型中DS18B20的电源端VDD与地端GND之间并联的熔断器F和稳压管Dz，稳压结果既不影响DS18B20的正常通信，又可以在DS18B20通信异常，或损坏开路的情况下，通过D1+Dz的温度特性，实现用模拟温度传感器（PN结）的测温功能。此外，熔断器F的存在可以帮助验证实测温度为高温时的准确性；例如当被测温度达到特定值（如≥100℃，设熔断器的熔断点为100℃）时，熔断器F熔断，即可验证所测温度为基本准确；反之熔断器F此时没有熔断，则有可能实测温度为假的，应引起注意。

图3是是本实用新型传感器的接口参考电路。采用内部集成ADC的CPU芯片，常态下，CPU的Pxx引脚通过上拉电阻R读取DS18B20的温度，由于通信线DQ的高电平在+5V左右，所以在集成ADC的参考电压为A+5V和AGND时，被测模拟量的变化范围就过于接近参考上限，测量效果不佳，通过电阻R1和R2分压后，再进行模拟量采集，但是模拟量的灵敏度也会随之下降。