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一种中央空调的温度采集电路.pdf

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一种 中央空调 温度 采集 电路
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摘要
申请专利号:

CN201611170787.1

申请日:

2016.12.16

公开号:

CN106482855A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01K 7/20申请日:20161216|||专利申请权的转移IPC(主分类):G01K 7/20登记生效日:20170310变更事项:申请人变更前权利人:李鹏变更后权利人:山东金洲科瑞节能科技有限公司变更事项:地址变更前权利人:250022 山东省济南市?#24065;?#21306;吴?#31227;?#38215;龙王庙村2号变更后权利人:250021 山东省济南市市中区段店南路腊山路18号|||公开
IPC分类号: G01K7/20 主分类号: G01K7/20
申请人: 李鹏
发明人: 李鹏
地址: 250022 山东省济南市?#24065;?#21306;吴?#31227;?#38215;龙王庙村2号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 济南诚智商标专利事务所有限公司 37105 代理人: 李潇潇
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法律状态
申请(专利)号:

CN201611170787.1

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.29|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||专利申请权、专利权的转移|||公开

摘要

本发明公开了中央空调的温度采集电路,其特征是:包括出水端温度采集电路和回水端温度采集电路,所述出水端温度采集电路包括依次连接的第一桥式电路和第一积分A/D转换电路,所述回水端温度采集电路包括依次连接的第二桥式电路和第二积分A/D转换电路,温度信号经温度采集电路输入到控制模块。本发明机构简单、成本低、精确度高。

权利要求书

1.一种中央空调的温度采集电路,其特征是:包括出水端温度采集电路和回水端温度
采集电路,所述出水端温度采集电路包括依次连接的第一桥式电路和第一积分A/D转换电
路,所述回水端温度采集电路包括依次连接的第二桥式电路和第二积分A/D转换电路,温度
信号经温度采集电路输入到控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种中央空调的温度采集电路,其特征是:所述第一桥式电路
包括温度传感器P2和电阻R2、电阻R3、电阻R6,所述第一积分A/D转换电路包括运算放大器
U18B,所述出水端温度采集电路还包括第一差分放大电路和比较器U18C,所述第一差分放
大电路包括运算放大器U18A和电阻R9、R10、R10、R16。
3.根据权利要求1所述的一种中央空调的温度采集电路,其特征是:所述第二桥式电路
包括温度传感器P4和电阻R26、电阻R27、电阻R32,所述第二积分A/D转换电路包括运算放大
器U17B,所述回水端温度采集电路还包括第二差分放大电路和比较器U17C,所述第二差分
放大电路包括运算放大器U17A和电阻R36、R37、R38、R42。
4.根据权利要求2所述的一种中央空调的温度采集电路,其特征是:所述温度传感器P2
的2管脚分别连接电阻R2、R10的一端,1管脚接地,电阻R2的另一端分别连接电阻R1、R3的一
端,电阻R1的另一端接电源VDD,电阻R3的另一端分别连接电阻R4、R6的一端,电阻R6的另一
端接地,电阻R4的另一端连接电位器P1的一固定端,电位器P1的另一固定端接电阻R5的一
端,电位器P1的滑动端连接运算放大器U18A的反相输入端,电阻R10的另一端分别连接电阻
R9、R11和R16的一端,电阻R9的另一端接电源VDD,电阻R16的另一端接地,电阻R11的另一端
接运算放大器U18A的同相输入端,运算放大器U18A的输出端分别连接电阻R7的一端和电阻
R5的另一端,电阻R7的另一端分别连接电阻R8和电容C4的一端,电阻R7的另一端还连接所
述控制模块,电容C4的另一端接地,电阻R8的另一端分别连接电容C3的一端和运算放大器
U18B的反相输入端,运算放大器U18B的同相输入端分别连接电阻R12、R13的一端,电阻R12
的另一端接地,电阻R13的另一端分别连接电阻R14的一端和比较器U18C的同相输入端,运
算放大器U18B的输出端分别连接电容C3的另一端和比较器U18C的反相输入端,比较器U18C
的4管脚分别连接电阻R14的另一端和电源VDD,11管脚接地,输出端输出信号?#20102;?#36848;控制模
块。
5.根据权利要求3所述的一种中央空调的温度采集电路,其特征是:所述温度传感器P4
的2管脚分别连接电阻R26、R37的一端,1管脚接地,电阻R26的另一端分别连接电阻R20、R27
的一端,电阻R20的另一端接电源VDD,电阻R27的另一端分别连接电阻R29、R32的一端,电阻
R32的另一端接地,电阻R29的另一端连接电位器P3的一固定端,电位器P3的另一固定端接
电阻R30的一端,电位器P3的滑动端连接运算放大器U17A的反相输入端,电阻R37的另一端
分别连接电阻R36、R38和R42的一端,电阻R36的另一端接电源VDD,电阻R42的另一端接地,
电阻R38的另一端接运算放大器U17A的同相输入端,运算放大器U17A的输出端分别连接电
阻R34的一端和电阻R30的另一端,电阻R34的另一端分别连接电阻R35和电容C9的一端,电
阻R34的另一端还连接所述控制模块,电容C9的另一端接地,电阻R35的另一端分别连接电
容C8的一端和运算放大器U17B的反相输入端,运算放大器U17B的同相输入端分别连接电阻
R39、R40的一端,电阻R39的另一端接地,电阻R40的另一端分别连接电阻R41的一端和比较
器U17C的同相输入端,运算放大器U17B的输出端分别连接电容C8的另一端和比较器U17C的
反相输入端,比较器U17C的4管脚分别连接电阻R41的另一端和电源VDD,11管脚接地,输出
端输出信号?#20102;?#36848;控制模块。
6.根据权利要求1所述的一种中央空调的温度采集电路,其特征是:所述温度传感器
P2、P4型号为pt1000,所述运算放大器U17A、U17B、U18A、U18B和比较器U17C、U18C均为
LM324。
7.根据权利要求1所述的一种中央空调的温度采集电路,其特征是:所述控制模块包括
单片机U1,所述单片机U1的型号为STC89C516RD+。
8.根据权利要求4或5所述的一种中央空调的温度采集电路,其特征是:所述单片机U1
的2、3管脚分别连接所述电阻R34、R7的另一端,所述比较器U18C和U17C的输出端分别连接
单片机U1的8、9管脚。

说明书

一种中央空调的温度采集电路

技术领域

本发明涉及供热?#20302;?#30340;温度采集技术领域,具体地说是一种中央空调的温度采集
电路。

背景技术

在建筑物暖通空调水?#20302;?#20013;,水力失调是最常见的问题。由于水力失调导致?#20302;?br />流量分配不合理,某些区域流量过剩,某些区域流量不足,造成某些区域冬天不热、夏天不
冷的情况,?#20302;?#36755;送冷、热量不合理,从而引起能量的浪费,或者为解决这个问题,提高水泵
扬程,但仍会产生热(冷)不均及更大的电能浪?#36873;?#22240;此,必须采用相应的调节阀门对?#20302;?#27969;
量分配进行调节。

虽然某些通用阀门如截止阀、球阀等也具有一定的调节能力,但由于不带控制系
统及其调节实时性无法对满足?#20302;?#30340;流量需求,因此这种调节只能说是定性的和不准确
的,常常给工程安装完毕后的调试工作和运行管理带来极大的不便。

精确地温度采集是满足控制?#20302;?#31934;确调节的前提,因此对温度采集的精确性提出
较高的要求。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种结构简单,精确度
高的中央空调的温度采集电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种中央空调的温度采集电路,其
特征是:包括出水端温度采集电路和回水端温度采集电路,所述出水端温度采集电路包括
依次连接的第一桥式电路和第一积分A/D转换电路,所述回水端温度采集电路包括依次连
接的第二桥式电路和第二积分A/D转换电路,温度信号经温度采集电路输入到控制模块。

优选地,所述第一桥式电路包括温度传感器P2和电阻R2、电阻R3、电阻R6,所述第
一积分A/D转换电路包括运算放大器U18B,所述出水端温度采集电路还包括第一差分放大
电路和比较器U18C,所述第一差分放大电路包括运算放大器U18A和电阻R9、R10、R10、R16。

优选地,所述第二桥式电路包括温度传感器P4和电阻R26、电阻R27、电阻R32,所述
第二积分A/D转换电路包括运算放大器U17B,所述回水端温度采集电路还包括第二差分放
大电路和比较器U17C,所述第二差分放大电路包括运算放大器U17A和电阻R36、R37、R38、
R42。

优选地,所述温度传感器P2的2管脚分别连接电阻R2、R10的一端,1管脚接地,电阻
R2的另一端分别连接电阻R1、R3的一端,电阻R1的另一端接电源VDD,电阻R3的另一端分别
连接电阻R4、R6的一端,电阻R6的另一端接地,电阻R4的另一端连接电位器P1的一固定端,
电位器P1的另一固定端接电阻R5的一端,电位器P1的滑动端连接运算放大器U18A的反相输
入端,电阻R10的另一端分别连接电阻R9、R11和R16的一端,电阻R9的另一端接电源VDD,电
阻R16的另一端接地,电阻R11的另一端接运算放大器U18A的同相输入端,运算放大器U18A
的输出端分别连接电阻R7的一端和电阻R5的另一端,电阻R7的另一端分别连接电阻R8和电
容C4的一端,电阻R7的另一端还连接所述控制模块,电容C4的另一端接地,电阻R8的另一端
分别连接电容C3的一端和运算放大器U18B的反相输入端,运算放大器U18B的同相输入端分
别连接电阻R12、R13的一端,电阻R12的另一端接地,电阻R13的另一端分别连接电阻R14的
一端和比较器U18C的同相输入端,运算放大器U18B的输出端分别连接电容C3的另一端和比
较器U18C的反相输入端,比较器U18C的4管脚分别连接电阻R14的另一端和电源VDD,11管脚
接地,输出端输出信号?#20102;?#36848;控制模块。

优选地,所述温度传感器P4的2管脚分别连接电阻R26、R37的一端,1管脚接地,电
阻R26的另一端分别连接电阻R20、R27的一端,电阻R20的另一端接电源VDD,电阻R27的另一
端分别连接电阻R29、R32的一端,电阻R32的另一端接地,电阻R29的另一端连接电位器P3的
一固定端,电位器P3的另一固定端接电阻R30的一端,电位器P3的滑动端连接运算放大器
U17A的反相输入端,电阻R37的另一端分别连接电阻R36、R38和R42的一端,电阻R36的另一
端接电源VDD,电阻R42的另一端接地,电阻R38的另一端接运算放大器U17A的同相输入端,
运算放大器U17A的输出端分别连接电阻R34的一端和电阻R30的另一端,电阻R34的另一端
分别连接电阻R35和电容C9的一端,电阻R34的另一端还连接所述控制模块,电容C9的另一
端接地,电阻R35的另一端分别连接电容C8的一端和运算放大器U17B的反相输入端,运算放
大器U17B的同相输入端分别连接电阻R39、R40的一端,电阻R39的另一端接地,电阻R40的另
一端分别连接电阻R41的一端和比较器U17C的同相输入端,运算放大器U17B的输出端分别
连接电容C8的另一端和比较器U17C的反相输入端,比较器U17C的4管脚分别连接电阻R41的
另一端和电源VDD,11管脚接地,输出端输出信号?#20102;?#36848;控制模块。

优选地,所述温度传感器P2、P4型号为pt1000,所述运算放大器U17A、U17B、U18A、
U18B和比较器U17C、U18C均为LM324。

优选地,所述控制模块包括单片机U1,所述单片机U1的型号为STC89C516RD+。

优选地,所述单片机U1的2、3管脚分别连接所述电阻R34、R7的另一端,所述比较器
U18C和U17C的输出端分别连接单片机U1的8、9管脚。

本发明的有益效果是:本发明使用桥式电路,能够测量到细微的温度变化,精确度
高;差分放大电路既可以防止信号的共模干扰,又可以防止由于传感器短路出现的?#25910;希?#37319;
用单片机与积分电路连接,实现模拟量到数字量的转换,简化?#20302;?#32467;构,节约设计成本,提
高精确度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图;

图2是本发明所述出水端温度采集电路的电路图;

图3是本发明所述出水端温度采集电路的电路图;

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发
明进行详细阐述。

如图1-3所示,本发明的一种中央空调的温度采集电路,所述温度采集电路采集到
现场的温度变换信号,输出给控制模块,所述温度采集电路包括依次连接的桥式电路和积
分A/D转换电路。温度采集电路为双通道温度采集电路,所述双通道温度采集电路包括出水
端温度采集电路和回水端温度采集电路,所述出水端温度采集电路包括依次连接的第一桥
式电路和第一积分A/D转换电路,所述回水端温度采集电路包括依次连接的第二桥式电路
和第二积分A/D转换电路,所述温度信号经温度采集模块输入到所述控制模块。

如图2、3所示,所述第一桥式电路包括温度传感器P2和电阻R2、R3、R6,所述第一积
分A/D转换电路包括运算放大器U18B,所述出水端温度采集电路还包括第一差分放大电路
和比较器U18C,所述第一差分放大电路包括运算放大器U18A和电阻R9、R10、R11、R16;所述
第二桥式电路包括温度传感器P4和电阻R26、R27、电阻R32,所述第二积分A/D转换电路包括
运算放大器U17B,所述回水端温度采集电路还包括第二差分放大电路和比较器U17C,所述
第二差分放大电路包括运算放大器U17A和电阻R36、R37、R38、R42。

所述出水端温度采集电路中,所述温度传感器P2的2管脚分别连接电阻R2、R10的
一端,1管脚接地,电阻R2的另一端分别连接电阻R1、R3的一端,电阻R1的另一端接电源VDD,
电阻R3的另一端分别连接电阻R4、R6的一端,电阻R6的另一端接地,电阻R4的另一端连接电
位器P1的一固定端,电位器P1的另一固定端接电阻R5的一端,电位器P1的滑动端连接运算
放大器U18A的反相输入端,电阻R10的另一端分别连接电阻R9、R11和R16的一端,电阻R9的
另一端接电源VDD,电阻R16的另一端接地,电阻R11的另一端接运算放大器U18A的同相输入
端,运算放大器U18A的输出端分别连接电阻R7的一端和电阻R5的另一端,电阻R7的另一端
分别连接电阻R8和电容C4的一端,电阻R7的另一端还连接所述控制模块,电容C4的另一端
接地,电阻R8的另一端分别连接电容C3的一端和运算放大器U18B的反相输入端,运算放大
器U18B的同相输入端分别连接电阻R12、R13的一端,电阻R12的另一端接地,电阻R13的另一
端分别连接电阻R14的一端和比较器U18C的同相输入端,运算放大器U18B的输出端分别连
接电容C3的另一端和比较器U18C的反相输入端,比较器U18C的4管脚分别连接电阻R14的另
一端和电源VDD,11管脚接地,输出端输出信号?#20102;?#36848;控制模块。

所述出水端温度采集电路中,所述温度传感器P4的2管脚分别连接电阻R26、R37的
一端,1管脚接地,电阻R26的另一端分别连接电阻R20、R27的一端,电阻R20的另一端接电源
VDD,电阻R27的另一端分别连接电阻R29、R32的一端,电阻R32的另一端接地,电阻R29的另
一端连接电位器P3的一固定端,电位器P3的另一固定端接电阻R30的一端,电位器P3的滑动
端连接运算放大器U17A的反相输入端,电阻R37的另一端分别连接电阻R36、R38和R42的一
端,电阻R36的另一端接电源VDD,电阻R42的另一端接地,电阻R38的另一端接运算放大器
U17A的同相输入端,运算放大器U17A的输出端分别连接电阻R34的一端和电阻R30的另一
端,电阻R34的另一端分别连接电阻R35和电容C9的一端,电阻R34的另一端还连接所述控制
模块,电容C9的另一端接地,电阻R35的另一端分别连接电容C8的一端和运算放大器U17B的
反相输入端,运算放大器U17B的同相输入端分别连接电阻R39、R40的一端,电阻R39的另一
端接地,电阻R40的另一端分别连接电阻R41的一端和比较器U17C的同相输入端,运算放大
器U17B的输出端分别连接电容C8的另一端和比较器U17C的反相输入端,比较器U17C的4管
脚分别连接电阻R41的另一端和电源VDD,11管脚接地,输出端输出信号?#20102;?#36848;控制模块。

其中,使用桥式电路(第一桥式电路和第二桥式电路)测量温度变化,可测量到细
微的温度变化,且测量?#27573;?#21487;调节;差分放大电路(第一差分放大电路和第二差分放大电
路)既可以防止信号的共模干扰,也可防止传感器的断线出现的?#25910;稀?br />

优选地,所述温度传感器P2、P4型号为pt1000,所述运算放大器U17A、U17B、U18A、
U18B和比较器U17C、U18C均为LM324,所述电阻R1~R14、R16、R20、R26、R27、R29、R30、R32、
R34~R42的电阻值分别为1KΩ、10KΩ、10KΩ、1KΩ、100KΩ、1KΩ、100KΩ、100KΩ、15KΩ、
1KΩ、150KΩ、5.1KΩ、15KΩ、15KΩ、5.1KΩ、1KΩ、10KΩ、1 0KΩ、1KΩ、100KΩ、1KΩ、100K
Ω、100KΩ、15KΩ、1KΩ、150KΩ、5.1KΩ、15KΩ、15KΩ、5.1KΩ,电位器P1、P3的最大阻值为
500KΩ,电容C3、C4、C8和C9的电容值均为0.1μF。

优选地,所述控制模块包括单片机U1,所述单片机U1的型号为STC89C516RD+,单片
机U1的2、3管脚分别连接所述电阻R34、R7的另一端,所述比较器U18C和U17C的输出端分别
连接单片机U1的8、9管脚。

单片机U1分别连接第一积分A/D转换电路和第二积分A/D转换电路的输入端,实现
了模拟量到数字量转换,简化?#20302;?#32467;构,降低设计成本,同时提高精度。

所述温度采集电路的工作原理(以出水端温度采集电路为例):温度传感器P2的输
入电压经第一桥式电路和第一差分放大电路,所述第一差分放大电路的放大倍数可通过电
位器P1调节,放大倍数为2~3倍,可根据现场信号调节也可作为校准使用。当P17输出高电
平1时,运算放大器U18B满足V->V+,输出为低电平0;经过一段时间t1后,置P17为高阻态,接
入运算放大器U18A的输出信号(其?#21040;?#20110;5V~0V之间),电容C3开始放电,运算放大器U18B
输出端电平抬高;经过t2后,置P17为低电平0,此时C3以斜率T2放电(T2>T1,T1为电容C3的
固有放电斜率);再经过t3时刻,当运算放大器U18B的输出端电平上升至4/7VDD(比较器
U18C的电平)时,比较器U18C的输出端产生下跳变,即TCAP中断。这就实现了电压转频率(V/
F)的变换。其中t3的值与输入电压成正比,通过测量脉宽时间可以得到所测量的温度信号。

以上所述只是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在
不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润?#25105;?#34987;视为本发
明的保护?#27573;А?br />

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