阅读说明：本技术 外场试验用高集成多功能温度测量装置 (High-integration multifunctional temperature measuring device for outfield test ) 是由 刘泽元 朱熙 吴东亮 王晶 苏新明 于 2020-06-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种外场试验用高集成多功能温度测量装置,包括上翻式机箱、嵌入式控制器、数据采集模块、适配接口线缆和测温传感器等,其中上翻式机箱集成了显示和输入设备,嵌入式控制器为小体积、高集成无风扇型工控机,数据采集模块可完成最多60通道、3种类型温度传感器测量,接口适配线缆主要实现测温机箱到被测温度传感器的接线适配与信号连接。本发明的装置能够实现外场热电偶、热敏电阻和铂电阻等多种温度传感器不同接线方式条件下的信号测量,体积小巧、携带方便,为军工行业外场试验的温度测量提供有效技术装备。(The invention discloses a high-integration multifunctional temperature measuring device for an outfield test, which comprises an upturning case, an embedded controller, a data acquisition module, an adaptive interface cable, a temperature sensor and the like, wherein the upturning case integrates display and input equipment, the embedded controller is a small-volume high-integration fan-free industrial personal computer, the data acquisition module can complete measurement of at most 60 channels and 3 types of temperature sensors, and the interface adaptive cable mainly realizes wiring adaptation and signal connection from the temperature measuring case to the temperature sensor to be measured. The device can realize signal measurement of a plurality of temperature sensors such as an external field thermocouple, a thermistor, a platinum resistor and the like under different wiring modes, has small volume and convenient carrying, and provides effective technical equipment for temperature measurement of external field tests in the military industry.)

外场试验用高集成多功能温度测量装置

技术领域

本发明属于航天器地面测试及试验技术领域，具体涉及一种外场试验用高集成多功能温度测量装置。

背景技术

在航天器及其它军工产品试验中，温度测量是一项重要的测试参数。目前军工行业常用的温度测量传感器包括热电偶、铂电阻和热敏电阻等，测量设备多采用控制计算机与标准上架式测量仪器的组合进行测量，测量设备多设计为机柜形式，体积规模相对较大，在外场试验使用时，设备搭建、移动搬运较为复杂，且测温设备的测量模式较为简单，单一设备一般仅能满足一种类型传感器、一种接线方式的数据采集。

随着外场试验条件复杂度及试验需求提升，单个试验中要求使用多种类型测温传感器的需求日益增多，且根据试验现场条件，接线方式也存在单线制、双线制等混合采集的要求，传统的测温设备难以同时满足上述测温需求，

为解决上述外场试验测温需求，设计和发明了一种外场试验用高集成多功能温度测量装置，装置采用便携式外形设计，通过数采通道及适配接口的多元化设计，能够满足多类型测温传感、多种测量引线方式的测温需求，携带方便，接口丰富，能够实现传统多套测温设备的功能，具有重要的工程价值和积极的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外场试验用高集成多功能温度测量装置，该装置能够实现外场热电偶、热敏电阻和铂电阻等多种温度传感器的多种接线方式条件下的信号测量，体积小巧、携带方便，功能多样，为军工行业外场试验的温度测量提供了有效的技术装备。

本发明通过如下的技术方案实现：

外场试验用高集成多功能温度测量装置，包括上翻式机箱、嵌入式控制器、数据采集模块、适配接口线缆和测温传感器，其中上翻式机箱集成了显示器和输入设备，嵌入式控制器为小体积高集成无风扇型工控机，数据采集卡通过接口适配设计，可完成最多60通道，单线制、双线制热电偶测量，四线制铂电阻测量的功能，接口适配线缆主要实现上翻式机箱到测温传感器的接线适配与信号连接。

其中，上翻式机箱作为测量装置的结构主体，采用高集成设计，键鼠输入设备和显示设备均集成在机箱上部，体积小，重量轻，满足外场便于携带的目的。

其中，数据采集模块和接口适配电缆的结合，单独实现最多50通道的单线制或双线制热电偶温度传感器的测量，又可单独实现30通道三线制或四线制铂电阻的测量。

进一步地，双线制热电偶温度传感器的冷端补偿设计有内置冷端补偿和外置冷端补偿两种方式，内置补偿方式的冷端点为热电偶线与电缆插头内针座的焊接点，通过铂电阻测量插头温度作为冷端补偿温度，该方式实施工艺简单但测量精度相对较低；外置补偿方式的冷端点为热电偶冷端焊接点，并将每条热电偶冷端焊接点集中置于内部装有导热硅脂且温度可测的小型容器内，该方式实施工艺复杂但测温精度高。

其中，接口适配电缆包括延长电缆3条、热电偶测量电缆5条、铂电阻测量电缆3条。

进一步地，热电偶测量电缆包括单线制转双线制的适配电缆1条、双线制测温用内置和外置冷端补偿连接电缆各2条。

进一步地，当进行内置冷端补偿的双线制热电偶测温方法时，采用内置冷端补偿连接电缆与测温传感器接线进行连接，必要时使用延长电缆；当进行外置冷端补偿的双线制热电偶测温方法时，采用外置冷端补偿连接电缆与测温传感器接线进行连接，必要时使用延长电缆。

进一步地，内、外置冷端补偿连接电缆设计了欧米伽热电偶插头，热电偶传感器也均采用欧米伽热电偶插头进行了预先工艺焊接并反甩，外场布线时不需焊接，直接对接即可建立温度测量回路。

进一步地，当对航天器热试验用典型单线制焊接工艺热电偶进行测量时，采用单线制转双线制的适配电缆与热电偶插头进行连接，必要时采用延长电缆。

进一步地，当进行铂电阻测量时，采用铂电阻测量电缆与三线制或四线制铂电阻引线进行连接，每条铂电阻测量电缆最多能连接10路铂电阻测量引线，必要时使用延长电缆。

本发明的使用，可应用于航天器系统和部件级工业现场温度测量与排故、外场高低温试验的热电偶、热敏电阻、铂电阻等多种测温方式需求。

附图说明

图1为本发明的多功能测温装置结构设计图；

其中，101上翻式机箱，102显示器，103键盘输入设备，104嵌入式工控机，105数据采集模块，106测量电缆连接端口，107LAN通信端口。

图2为本发明的多功能测温装置中温度测量线缆连接设计示意图；

其中，202延长电缆，203双线制转单线制适配电缆，204内置冷端补偿连接电缆，205外置冷端补偿连接电缆，206铂电阻测量电缆，207单线制测量电缆，

图3为本发明的多功能测温装置中内置冷端补偿连接电缆设计示意图；

其中，301内置冷端补偿连接电缆电连接器，302热电偶铜线，303热电偶康铜线，304Ω电连接器，305热电偶热接点，306内置冷端补偿点。

图4为本发明的多功能测温装置中外置冷端补偿连接电缆设计示意图；

其中，401电连接器，402热电偶铜线，403热电偶康铜线，404外置冷端补偿点，405电连接器，406热电偶热接点。

图5为本发明的多功能测温装置中铂电阻测量示意图。

具体实施方式

以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。

图1为多功能测温装置结构示意图，如图1所示，上翻式机箱101作为测温装置的主体结构，在机箱上部集成了显示器102和键盘输入设备103，机箱内部安装嵌入式工控机104及数据采集模块105，机箱后侧设计测量电缆连接端口106以及LAN通信端口107，具体实施时，测量电缆通过测量电缆连接端口106实现数据采集模块105与测温传感器的信号连接。

图2为温度测量电缆连接示意图，如图2所示，当进行双线制热电偶测量时，测温装置接口106与热电偶测量电缆直接连接，其中当选用内置冷端补偿时，热电偶测量电缆选用内置冷端补偿连接电缆204，当选用外置冷端补偿时，热电偶测量电缆选用外置冷端补偿连接电缆205，必要时在测温装置接口106与热电偶测量之间连接延长电缆202。当进行单线制热电偶测量时，测温装置接口106与单线制测量电缆207之间连接双线制转单线制适配电缆203，必要时，在适配电缆203与单线制测量电缆207连接延长电缆202。当进行铂电阻测温时，测温装置接口106与铂电阻测量电缆206直接连接，必要时，在测温装置接口106与铂电阻测量电缆206直接连接延长电缆202。

图3为内置冷端补偿连接电缆设计示意图，如图3所示，内置冷端补偿连接电缆电连接器301采用Y2-50ZJLM型航插，每个航插共50针，第2n-1针和第2n针(n＝1，2，…，25)为一对T型热电偶引线，第2n-1针焊接T型热电偶铜线302，第2n针焊接T型热电偶康铜线303。在距离电连接器301为60cm处设计T型Ω电连接器304，便于外场试验时反甩热电偶工艺实施后的连接。反甩出的热电偶热接点为305，热电偶303与电连接器301的针座的焊接点为内置冷端补偿点306。

图4为外置冷端补偿连接电缆设计示意图，如图4所示，外置冷端补偿连接电缆电连接器401采用Y2-50ZJLM型航插，每个航插共50针，第2n-1针和第2n针(n＝1，2，…，25)为一对T型热电偶引线，第2n-1针焊接T型热电偶铜线402，第2n针首先焊接T型热电偶铜线402，并在30cm处焊接T型热电偶康铜线403，然后在距离电连接器401为60cm处设计T型Ω电连接器405，便于外场试验时反甩热电偶工艺实施后的连接。反甩出的热电偶热接点为406，第2n针引出T型热电偶铜线402与T型热电偶康铜线403的焊接点为外置冷端补偿点404。

图5为铂电阻测量电缆设计示意图，如图5所示，连接电缆电连接器501采用Y2-50ZJLM型航插，第4n、4n+1、4n+2、4n+3针(n＝1，2，…，10)针连接第n个铂电阻502的四条引线，每条电缆可连接10个铂电阻。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。