Датчик температуры с интерфейсом

Датчик температуры с интерфейсом RS-485 PTC-095

Датчик температуры с интерфейсом RS-485 ( шифр PTC-095 ) предназначен для измерения температуры и передачи измеренного значения по сети RS-485.

Устройство состоит из блока интерфейса RS-485 и подсоединенного к нему выносного измерителя температуры.

Диапазон измеряемых температур: от –55 до +85 о С

Кабель для подключения выносного измерителя температуры к блоку интерфейса RS -485 – не более 30 м

Габаритные размеры: длина – 30 мм; диаметр – 14 мм.

Блок интерфейса RS-485

Линия управления внутренней локальной сети – последовательный двунаправленный канал стандарта RS-485:

скорость передачи - 9600 бит/сек;

формат данных - 11 бит (1 - стартовый, 8 - информационных, 1 - программируемый, 1 - стоповый) в режиме полудуплекса;

количество передатчиков на линии – не более 31.

Питание блока – 9В постоянного тока.

Потребляемая мощность – не более 1 Вт.

Диапазон рабочих температур – от 0 до +45 о С.

Габаритные размеры: 27х81х93 мм.

Масса (с сетевым адаптером) – не более 1 кг.

Общее устройство и система управления

разъем питания “9V DC ”

два разъема “RS-485 ” локальной сети управления;

светодиод - для индикации работы интерфейса в сети RS -485;

кнопка " RESET " для аварийного сброса процессора.

Передача измеренного значения температуры осуществляется по последовательному двунаправленному каналу стандарта RS-485. Если суммарная длина линии управления достаточно велика, на оконечных устройствах сети можно включить терминатор 120 Ом.

Все устройства объединяются в сеть RS-485 на основе описанной выше линии управления. Каждое устройство в сети имеет свой уникальный системный адрес. Общение между устройствами в этой системе осуществляется по разработанному фирмой "ПРОФИТТ" протоколу.

Кроме того, если в этой сети необходимо также осуществлять управление от ЭВМ или какого-либо другого устройства по последовательному каналу стандарта RS-232, то в составе сети необходимо иметь блок преобразования интерфейсов ( PIC-094 ), который передает команды управления от ЭВМ или другого источника команд в сеть RS-485.

Пример схемы объединения устройств в сеть (расположение устройств в сети произвольное)

Конструкция

Конструктивно датчик температуры выполнен в виде переносного прибора с размерами 27х81х93 мм. Для доступа к плате необходимо снять верхнюю крышку блока.

Выносной измеритель температуры смонтирован в корпусе разъема PC 4 TB. Конструкция измерителя обеспечивает его эксплуатацию вне помещений на открытом воздухе при температурах от –50 о С до +50 о С. Кабель подключения снабжен фланцем, упрощающим крепление измерителя.

Датчик ДТ-1.

Изделие представляет собой преобразователь интерфейсов к которому подключен цифровой датчик температуры DS18B20.

Подключение датчика производиться по интерфейсу 1-Wire. Преобразователь непрерывно считывает с датчика данные температуры, преобразовывает их в цифровой код, производит выдачу полученных данных по интерфейсам RS-232 или RS-485 в виде цифровых данных.

Протокол выдачи данных по интерфейсам RS-232 (или RS-485) – соответствует общепринятому стандарту для систем учета топлива. Этот протокол использует большинство производителей датчиков уровня топлива.

Протокол предусматривает выдачу температуры с точностью до одного градуса Цельсия, и условного числа в диапазоне 0 – 4095, которое также может быть использовано для получения данных о температуре.

Если необходима более высокая точность выдачи температуры, пользователь может использовать реализованный в изделии следующий алгоритм:

Выдаваемое число «11» соответствует температуре - 55° C, выдаваемое число «12» соответствует температуре - 54,5 °C и так далее. Нечетным числам соответствует температура с точностью до градуса Цельсия, четным числам соответствует температура с точностью до половины градуса Цельсия. Конечное выдаваемое число «371» соответствует максимальной температуре + 125 °C.

Выдаваемое число «4095» означает, что не приходят данные с датчика температуры DS18B20.

Описание протокола в Руководстве по эксплуатации.

Цифровой датчик температуры с интерфейсом RS-232.

Высокотемпературный датчик температуры с интерфейсом microlan

(57) Реферат:

Высокотемпературный датчик температуры состоит из интегральной микросхемы DS2436, в состав которой входит термочувствительный элемент, АЦП и стандартный цифровой интерфейс Microlan, выход которого является выходом высокотемпературного датчика температуры, отличается тем, что с целью расширения диапазона измеряемых температур в него дополнительно введены вынесенный в точку измерения температуры платиновый чувствительный элемент, подстроечный резистор, источник питания, первый и второй интегральные стабилизаторы напряжения, причем один вывод платинового чувствительного элемента подключен как ко входу АЦП микросхемы DS2436, так и к общему выводу первого стабилизатора напряжения и через подстроечный резистор к его выходу, а вход первого стабилизатора напряжения подключен к плюсу источника питания, другой вывод платинового датчика соединен со входом и выходом второго стабилизатора напряжения, общий вывод которого как и общий вывод микросхемы DS2436 соединены с минусом источника питания. Благодаря этому в предлагаемом высокотемпературной датчике температуры расширен диапазон измеряемых температур до 500 градусов, реализован цифровой интерфейс Microlan и предельно упрощена процедура калибровки датчика по температуре, измеряемой микросхемой DS2436, откалиброванной при ее изготовлении.

Данная полезная модель относится к датчикам температуры с цифровым интерфейсом.

Для измерения температуры в широком диапазоне температур, как правило, применяются аналоговые платиновые датчики, в частности, в последнее время популярны тонкопленочные платиновые датчики фирмы Heraerus Instruments [1]. Однако эти датчики представляют собой только чувствительный элемент с двумя выводами и для реализации цифрового интерфейса с таким датчиком требуется АЦП, дополнительный микроконтроллер, разработка для него специальной программы и самое главное калибровка такого датчика температуры по особой методике. Известны для измерения температуры специальные интегральные микросхемы фирмы MAXIM-DALLAS SEMICONDUCTORS [2]. Главными их отличиями являются прямое преобразование температура-цифра на одном кристалле, не требующее внешних АЦП и других компонент, калибровка и коррекция характеристик в процессе изготовления, возможность адресации большого числа цифровых датчиков, работающих на одной шине за счет встроенного цифрового интерфейса Microlan. Однако при всех достоинствах этих цифровых датчиков температуры, главный их недостаток состоит в том, что максимальная измеряемая температура у них не превышает, как и у всех полупроводниковых датчиков на кремниевой основе, 125°C.

С целью преодоления указанных трудностей предлагается высокотемпературный датчик температуры, который состоит из интегральной микросхемы фирмы MAXIM DS2436, в состав которой входит термочувствительный элемент, АЦП и стандартный цифровой интерфейс Microlan, выход которого является выходом высокотемпературного датчика температуры, отличающийся тем, что с целью расширения диапазона измеряемых температур в него дополнительно введены вынесенный в точку измерения температуры платиновый чувствительный элемент, подстроечный резистор, источник питания, первый и второй интегральные стабилизаторы напряжения, причем один вывод платинового чувствительного элемента подключен как ко входу АЦП микросхемы DS2436, так и к общему выводу первого стабилизатора напряжения и через подстроечный резистор к его выходу, а вход первого стабилизатора напряжения подключен к плюсу источника питания, другой вывод платинового датчика соединен со входом и выходом второго стабилизатора напряжения, общий вывод которого, как и общий вывод микросхемы DS2436, соединены с минусом источника питания.

Благодаря этому в предлагаемом высокотемпературной датчике температуры расширен диапазон измеряемых температур до 500 градусов, реализован цифровой интерфейс Microlan и предельно упрощена процедура калибровки датчика по температуре, измеряемой микросхемой DS2436, откалиброванной при ее изготовлении.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого высокотемпературного датчика температуры, которая состоит из микросхемы (5) типа DS2436, первого стабилизатора напряжения (2) типа 78L08, второго стабилизатора напряжения (4) типа TL431, подстроечного резистора (3) Rv величиной 1-3 кОм, платинового чувствительного элемента (1) Rt типа HM фирмы Heraerus Instruments, который характеризуется высокой линейностью, стабильной работой в широком диапазоне температур (от -70°C до +500°C) и имеющий сопротивление 100, 500, или 1000 Ом (HM1020) при 0°C, (спецификация DIN EN 60751). Самопрогрев не превышает 0.3 мW/°C при рабочем токе от 0.1 до 0.7 mA. Источник питания на схеме показан своими клеммами.

Рассмотрим работу высокотемпературного датчика температуры. При включении питания микросхема DS2436 по стандартному интерфейсу Microlan [3] инициализируется и начинает осуществлять преобразование в цифровой код 10 разрядным АЦП напряжения на платиновом чувствительном элементе, ток через который стабилизирован первым стабилизатором напряжения 78L08, включенным по схеме стабилизатора тока, при стабилизированном опорном напряжении, обеспечиваемым вторым стабилизатором TL431. С помощью подстроечного резистора осуществляется установка рабочей точки платинового датчика путем сравнения измеряемой температуры микросхемой DS2436 (в пределах его ограниченного диапазона от -40 до +85 градусов, например, по комнатной температуре) и измеряемой температурой предложенным высокотемпературным датчиком, когда платиновый чувствительный элемент находится в непосредственной близости от микросхемы DS2436.

Простая схема высокотемпературного датчика, его высокая стабильность, низкая стоимость, стандартный цифровой интерфейс обеспечивают положительный эффект и преимущества от применения данной полезной модели.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ПРИ ОФОРМЛЕНИИ ЗАЯВКИ.

1.http://heraeus-sensor-technology.com/en/produkte_1/temperatursensorelemente/elemente.aspx

2.Бартенев В.Г. Цифровые датчики температуры и их применение. «Датчики и системы» 12, 2004 г.

3.http://www.maximintegrated.com/en/products/power/DS2436.html/tb_tab0

Высокотемпературный датчик температуры, который состоит из интегральной микросхемы фирмы DS2436, в состав которой входят термочувствительный элемент, АЦП и стандартный цифровой интерфейс Microlan, выход которого является выходом высокотемпературного датчика температуры, отличающийся тем, что в него дополнительно введены вынесенный в точку измерения платиновый чувствительный элемент, подстроечный резистор, источник питания, первый и второй интегральные стабилизаторы напряжения, причем один вывод платинового чувствительного элемента подключен как ко входу АЦП микросхемы DS2436, так и к общему выводу первого стабилизатора напряжения и через подстроечный резистор к его выходу, а вход первого стабилизатора напряжения подключен к плюсу источника питания, другой вывод платинового датчика соединен со входом и выходом второго стабилизатора напряжения, общий вывод которого, как и общий вывод микросхемы DS2436, соединены с минусом источника питания.