[发明专利]一种测温系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，特别涉及一种测温系统及方法。

背景技术

在工业控制领域，很多电气控制设备都需要对温度信号进行检测，以实现对设备的监控、保护及控制调节等功能。目前，最广泛使用的温度检测元件是热电偶，热电偶是由两种不同金属导体的结点制成的温度传感器，是一种把温度转换为电压的器件，可用于测量温度等物理量，其可测量的温度范围较大。热电偶作为一种精度高、结构简单、测温范围广、惯性小的传感器，应用极为广泛。

热电偶包括热端和冷端，其中，热端也称为测量端，是热电偶与被测设备直接接触的一端，是被测设备的温度测量点；冷端也称为自由端，是热电偶通过引线与测量装置连接的一端。热电偶在采样时，温度信号会使热端形成一个电势差，该电势差大小与测量的温度呈一定的比例关系。利用热电偶进行采样时需要先测量冷端温度，换算为对应的毫伏值，再与热电偶的热端的毫伏值相加，换算出的温度就是测温点的实际温度。因此，如果要准确测温，冷端温度的准确测量尤为重要。

目前，在利用热电偶进行温度测量时，通常是将热电偶通过补偿导线连接到测量装置，将补偿导线与测量装置的连接点(即测量装置的信号处理电路的热电偶信号输入端)的温度算作热电偶的冷端温度。通过在该热电偶信号输入端上或靠近该热电偶信号输入端的PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)板上设置温度传感器来获取该连接端的温度。但是，在被测设备距离测量装置较远时，热电偶的实际冷端温度T1(热电偶通过引线与测量装置连接的一端)与测量装置冷端温度T2(即测量装置的信号处理电路的热电偶信号输入端)是有差别的。这时如果按照T2计算就会导致测温不准的问题。此外，如果将温度传感器设置于该热电偶信号输入端上，则需要占用一路测温通道；如果将温度传感器置于测量装置内部的PCB板上，则板上的温升会影响冷端温度准确性，同样导致测温不准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测温系统及方法，以实现远距离采样时采用外部冷端温度补偿方式保证采样精度；近距离采样时采用内部冷端温度补偿方式，释放多一路通道。

本发明为了达到上述目的，采用的技术方案是：一种测温系统，其特征在于，包括热电偶采样模块、热电阻采样模块、测量装置和温度传感器，其中，所述热电偶采样模块的热端设置于被测设备的测温点，并用于采集所述被测设备的热电偶电压信号；

所述热电阻采样模块，用于采集设置于所述热电偶采样模块的冷端的热电阻的电压信号；

所述温度传感器，用于采集所述测量装置的内部冷端温度信号；

所述测量装置，用于选择冷端温度补偿方式并根据选择的补偿方式计算所述被测设备的温度。

优选地，所述冷端温度补偿方式包括内部冷端温度补偿方式和外部冷端温度补偿方式；当选择所述内部冷端温度补偿方式时，所述测量装置根据所述热电偶电压信号和所述内部冷端温度信号计算所述被测设备的温度；当选择所述外部冷端温度补偿方式时，所述测量装置根据所述热电偶电压信号和所述热电阻的电压信号计算所述被测设备的温度。

优选地，所述测量装置包括模式选择单元，所述模式选择单元根据所述被测设备与所述测量装置之间的距离来选择所述冷端温度补偿方式；

当所述被测设备与所述测量装置之间的距离小于或等于预设阈值时，所述测量装置选择所述内部冷端温度补偿方式；当所述被测设备与所述测量装置之间的距离大于所述预设阈值时，所述测量装置选择所述外部冷端温度补偿方式。

优选地，所述测量装置还包括内部冷端温度计算模块，所述内部冷端温度计算模块包括第一换算单元、第二换算单元：

所述第一换算单元，用于根据热电偶温度电压对照表，将所述内部冷端温度信号换算为第一电压值；

所述第二换算单元，用于根据所述热电偶温度电压对照表，将所述第一电压值与所述热电偶电压信号之和转换为所述被测设备的温度。

优选地，所述热电阻采样模块包括热电阻、开关、电流源和偏置电阻，所述热电阻设置在所述热电偶采样模块的冷端，所述电流源、所述热电阻、所述开关和所述偏置电阻依次串联后接地，通过测量所述热电阻的电压来获取所述热电阻的电压信号。

优选地，当选择所述外部冷端温度补偿方式时，所述测量装置控制所述开关闭合；

所述测量装置还包括外部冷端温度计算模块，所述外部冷端温度计算模块包括第三换算单元、第四换算单元、第五换算单元和第六换算单元：

所述第三换算单元，用于将所述热电阻的电压信号换算为所述热电阻的电阻值；