阅读说明：本技术 一种便携式n型热电偶温度检测装置 (Portable N type thermocouple temperature-detecting device ) 是由 王伊民 张伟 刘婧琦 韩俊宝 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公布了一种便携式N型热电偶温度检测装置,涉及热电偶和单片机技术领域,温度检测模块将采集到的温度转换成热电动势信号,传输到控制模块发送端的主控芯片中,经主控芯片处理后,将信号输送到显示模块发送端中并显示,同时热电动势信号由无线透传模块发送端发送至无线透传模块接收端中,无线透传模块接收端将温度信号传输到控制模块接收端的主控芯片上,同时将信号输送到显示模块接收端中并显示；外部电源模块为温度检测模块、控制模块发送端、控制模块接收端、显示模块发送端、显示模块接收端、无线透传模块发送端和无线透传模块接收端提供电源。本发明线路简单小巧、易于携带,温度测量范围大且准确,可实现远程多路温度监测。(The invention discloses a portable N-type thermocouple temperature detection device, which relates to the technical field of thermocouples and single-chip microcomputers, wherein a temperature detection module converts the collected temperature into a thermal electromotive force signal, transmits the thermal electromotive force signal to a main control chip of a control module transmitting end, transmits the signal to a display module transmitting end after the signal is processed by the main control chip and displays the signal, meanwhile, the thermal electromotive force signal is transmitted to a wireless transparent transmission module receiving end by the wireless transparent transmission module transmitting end, the wireless transparent transmission module receiving end transmits the temperature signal to the main control chip of the control module receiving end, and simultaneously transmits the signal to the display module receiving end and displays the signal; the external power supply module provides power for the temperature detection module, the control module sending end, the control module receiving end, the display module sending end, the display module receiving end, the wireless transparent transmission module sending end and the wireless transparent transmission module receiving end. The invention has simple and small circuit, easy carrying, large and accurate temperature measurement range and can realize remote multi-path temperature monitoring.)

一种便携式N型热电偶温度检测装置

技术领域

本发明涉及热电偶和单片机技术领域，尤其涉及一种便携式N型热电偶温度检测装置。

背景技术

随着工农业的发展，人们对生产效率有了更高的要求，因此，对测温精度、方便性和集成度的要求也越来越严格，现代科学技术的微电脑智能技术和现代检测科学技术的结合成为温度测量技术发展的必然趋势。温度控制和远程检测技术之间的结合促进了科技的发展，一些对于温度要求十分严格的科学装置可以更精准测量到温度，减少温度上的干扰，所以如何在充分利用传统测温技术的基础上，提高测温仪器的测量精度和无线传输稳定性具有十分重要的意义。目前传统的温度检测装置虽然已经成熟，但是还是需要对于其温度检测的准确度、集成性、灵活性进行强化。如申请号CN201811579070.1的中国发明专利公开了一种焊接温度监测系统及方法，此系统将采集到的温度最后发送到电脑上位机中，由于无线透传模块的距离有限，加上电脑上位机不容易移动，导致了只能测量上位机周围的温度，并且K型热电偶中镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。本发明的优点是易于携带便利，摆脱了上位机笨重且不易移动的缺点，将发送端的热电偶放置在需要测量的区域，远处的接收端能直接接收到温度信号；选用了N型热电偶，比K型热电偶的热电动势更稳定；选用了E01-ML01DP5模块增加其通讯手段的稳定性，加强检测。此检测装置能够针对不同条件下的温度检测，也逐渐成为现在检测装置发展与更新换代的一个趋势。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种便携式N型热电偶温度检测装置，使用方便，操作简单，通电之后，热电偶就能正常运行且精准地检测温度，显示屏显示实时温度值，并且通过无线透传模块将温度数值无线传输到远程控制端上，同时在远程控制端的显示屏上显示温度数值，实现远程温度检测功能。本发明整体的发送端与接收端都易于携带便利，摆脱了上位机笨重且不易移动的缺点，解决了不易于携带的技术问题。接收端和发送端的显示屏0.5秒更新一次温度数据，并且通过软件补偿非线性的温度数据变化解决了热电偶温度数据不准确的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明提供一种便携式N型热电偶温度检测装置，包括：温度检测模块、控制模块发送端、控制模块接收端、显示模块发送端、显示模块接收端、无线透传模块发送端、无线透传模块接收端及外部电源模块，所述温度检测模块将采集到的温度转换成热电动势信号，传输到控制模块发送端的主控芯片中，经主控芯片处理后，将信号输送到显示模块发送端中并显示温度数值，同时热电动势信号由无线透传模块发送端发送至无线透传模块接收端中，无线透传模块接收端将温度信号传输到控制模块接收端的主控芯片上，同时将信号输送到显示模块接收端中，并显示接收的温度值；外部电源模块为温度检测模块、控制模块发送端、控制模块接收端、显示模块发送端、显示模块接收端、无线透传模块发送端和无线透传模块接收端提供电源。

进一步的，所述控制模块发送端和控制模块接收端为两块单片机，主要负责模拟和数字信号的处理和传输；两块单片机的通讯依靠无线透传模块发送端和无线透传模块接收端实现信号传输的功能，通过无线透传模块发送端将温度信号从控制模块发送端传输到控制模块接收端。

进一步的，所述温度检测模块包括四路热电偶、热电偶放大器、冷端补偿和A/D转换器；各路热电偶将温度进行采集之后，经放大器将热电偶信号转换为电压信号，再对热电偶冷端温度进行温度补偿，随后输送到A/D转换器，将温度电压值转换为相等价的温度值。

进一步的，所述显示模块发送端和显示模块接收端为两块LCD显示屏，两块显示屏分别与控制模块发送端和控制模块接收端相连接，通过程序将两块LCD显示屏初始化并且写入指令和数据，将热电偶所测得的温度实时显示在LCD屏幕上。

进一步的，所述无线透传模块发送端和无线透传模块接收端，无线透传模块发送端和无线透传模块接收端分别与控制模块发送端和控制模块接收端相连，通过程序将无线透传模块发送端和无线透传模块接收端初始化，并且设置好发送地址宽度、接收地址宽度、发送数据宽度、接收数据宽度和寄存器地址等数据，然后等待信号的到来，最后经由2.4G无线网络发送和接收温度信号，实现远程监测温度。

进一步的，所述外部电源模块提供+5V电源。

进一步的，所述控制模块发送端和控制模块接收端的主控芯片均采用STC89C52。

进一步的，所述温度检测模块采用MAX31855。

进一步的，所述显示模块发送端和显示模块接收端均采用LCD12864显示屏。

进一步的，所述无线透传模块发送端和无线透传模块接收端均采用E01-ML01DP5。

本发明的有益效果如下：本发明提供一种便携式N型热电偶温度检测装置，通过无线透传模块传输温度数值，实现远程监测温度的效果，传输数据稳定，操作方便，相对于传统的温度测量，本发明整体的发送端与接收端都易于携带便利，摆脱了上位机笨重且不易移动的缺点，将发送端的热电偶放置在需要测量的区域，远处的接收端能够通过2.4网络接收到测量区的温度信号，解决了测温装置不易于移动携带的技术问题。接收端和发送端的显示屏0.5秒更新一次温度数据，并且通过程序补偿非线性的温度数据变化解决了热电偶温度数据不准确的技术问题。本发明的温度测量范围广且温度测量精度更高，还可以做到多路检测温度，分散测量不同地区的环境温度。

附图说明

图1是本发明提供的电路原理图；

图2是本发明实施例提供的温度检测模块电路原理图；

图3是本发明实施例提供的控制模块发送端电路原理图；

图4是本发明实施例提供的控制模块接收端电路原理图；

图5是本发明实施例提供的显示模块发送端电路原理图；

图6是本发明实施例提供的显示模块接收端电路原理图；

图7是本发明实施例提供的无线透传模块发送端电路原理图；

图8是本发明实施例提供的无线透传模块接收端电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下元器件的选型和取值大小仅为较佳实施例，不构成对本发明保护范围的限制。

参见图1，是本发明提供的电路模块图。本发明提供一种便携式N型热电偶温度检测装置，包括温度检测模块10、控制模块发送端20、控制模块接收端30、显示模块发送端40、显示模块接收端50、无线透传模块发送端60、无线透传模块接收端70及外部电源模块80；所述温度测量模块将采集到的温度转换成热电动势信号，传输到主控芯片中，经主控芯片处理后，将信号输送到显示模块中，显示热电偶测得的温度数值，同时热电动势信号由无线透传模块发送端发送至另一个检测装置中的无线透传模块接收端，无线透传模块接收端将温度信号传输到该检测装置的主控芯片上，同时将信号输送到该装置显示模块中，显示模块显示接收的温度值；外部电源模块为温度检测模块、控制模块、显示模块和无线透传模块提供电源。

参见图2，是本发明实施例提供的温度检测模块图。所述MAX31855芯片101的1脚接地，2脚和3脚分别接入热电偶102的负端和正端，4脚VCC先接5V的电源再并联两个106μF电容C1和104μF电容C2接地，SO脚、CS脚、SCK脚分别都串联电阻R1、R2、R3再接入到控制模块发送端20的主控芯片的P2.4、P2.6、P2.5引脚、NC脚悬空；2脚和3脚检测用热电偶检测待测温度的温度信号，当CS引脚从高电平变为低电平时，MAX31855芯片101的SO引脚将输出第一位数据，完整的温度数据需要32个时钟周期，并在时钟SCK的作用下向外输出温度信号的数据；由于热电偶信号为微弱信号，因此要在电源和接地之间接电容C1和电容C2尽可能地防止噪声干扰。此为一路温度检测模块，还可以通过同样的接法接其他几路的热电偶温度检测模块，实现多路温度检测的功能。所述MAX31855芯片103的2脚和3脚分别接入热电偶104的负端和正端，SO脚、CS脚、SCK脚分别都串联电阻R4、R5、R6再接入控制模块发送端20的主控芯片的P1.2、P1.1、P1.0引脚；所述MAX31855芯片105的2脚和3脚分别接入热电偶106的负端和正端，SO脚、CS脚、SCK脚分别都串联电阻R7、R8、R9再接入到控制模块发送端20的主控芯片的P2.7、P3.0、P3.1引脚；所述MAX31855芯片107的2脚和3脚分别接入热电偶108的负端和正端，SO脚、CS脚、SCK脚分别都串联电阻R10、R11、R12再接入到控制模块发送端20的主控芯片的P3.5、P3.6、P3.7引脚。

参见图3，是本发明实施例提供的控制模块电路发送端原理图。所述控制模块20采用STC89C52作为主控芯片；主控芯片X1、X2引脚连接晶振Y1、电容C9、C10、电阻R13和电容C11，RESET、EA/VP引脚连接复位开关K1，P2.4、P2.6、P2.5引脚分别连接MAX31855芯片101的SO、CS、SCK引脚，P1.2、P1.1、P1.0引脚分别连接MAX31855芯片103的SO、CS、SCK引脚，P2.7、P3.0、P3.1引脚分别连接MAX31855芯片105的SO脚、CS脚、SCK脚，P3.5、P3.6、P3.7分别连接MAX31855芯片107的SO脚、CS脚、SCK脚，P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚分别连接显示模块发送端40的LCD12864显示屏的RS、RW、E、PSB引脚，P0.0-P0.7引脚依次连接显示模块发送端40的LCD12864显示屏DB0-DB7引脚，P1.3-P1.7引脚依次连接无线透传模块发送端60的E01-ML01DP5芯片的CE、CSN、MOSI、MISO、SCK引脚，P3.3引脚连接无线透传模块发送端60的E01-ML01DP5芯片的IRQ引脚，由主控芯片带动。

参见图4，是本发明实施例提供的控制模块电路接收端原理图。所述控制模块30采用STC89C52作为主控芯片；主控芯片X1、X2引脚连接晶振Y1、电容C9、C10、电阻R13和电容C11，RESET、EA/VP引脚连接复位开关K1，P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚分别连接显示模块接收端50的LCD12864显示屏的RS、RW、E、PSB引脚，P0.0-P0.7引脚依次连接显示模块接收端50的LCD12864显示屏DB0-DB7引脚，P1.3-P1.7引脚依次连接无线透传模块接收端70的CE、CSN、MOSI、MISO、SCK引脚，P3.3引脚连接无线透传模块接收端70的IRQ引脚。

参见图5，是本发明实施例提供的显示模块电路发送端原理图。所述显示模块采用LCD12864显示屏；DB0-DB7引脚依次连接控制模块发送端20主控芯片P0.0-P0.7，RS、RW、E、PSB引脚依次连接控制模块发送端20主控芯片P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚；主控芯片将温度检测模块输送到的温度信号通过处理传送到LCD12864显示屏，由LCD12864显示屏显示温度值。

参见图6，是本发明实施例提供的显示模块电路接收端原理图。所述显示模块采用LCD12864显示屏；DB0-DB7引脚依次连接控制模块接收端30主控芯片P0.0-P0.7，RS、RW、E、PSB引脚依次连接控制模块接收端30主控芯片P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚。

参见图7，是本发明实施例提供的无线透传模块电路发送端原理图。所述无线透传模块采用E01-ML01DP5模块；E01-ML01DP5模块的CE、CSN、MOSI、MISO、SCK引脚依次连接控制模块发送端20的主控芯片的P1.3-P1.7引脚，IRQ引脚连接控制模块发送端20的主控芯片的P3.3引脚。

参见图8，是本发明实施例提供的无线透传模块电路接收端原理图。所述无线透传模块采用E01-ML01DP5模块；E01-ML01DP5模块的CE、CSN、MOSI、MISO、SCK引脚依次连接控制模块接收端30的主控芯片的P1.3-P1.7引脚，IRQ引脚连接控制模块接收端30的主控芯片的P3.3引脚。

所述外部电源模块设有+5V电源，外接电源模块为MAX13855芯片、主控芯片、LCD12864显示屏、E01-ML01DP5模块提供+5V电源。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。