【CN109974880A】一种多通道热电偶采集模块【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910289553.6
(22)申请日 2019.04.11
(71)申请人 重庆川仪控制系统有限公司
地址 400700 重庆市北碚区蔡家岗镇蔡和
路879号
(72)发明人 裘宏波
(74)专利代理机构 上海光华专利事务所(普通
合伙) 31219
代理人 徐秋平
(51)Int.Cl.
G01K 7/02(2006.01)
G01K 7/13(2006.01)
G01K 7/14(2006.01)
G05B 19/042(2006.01)
(54)发明名称一种多通道热电偶采集模块(57)摘要本发明提供一种多通道热电偶采集模块，包括：至少两个热电偶输入通道，用于输入热电偶信号；与热电偶输入通道一一对应的滤波电路，与对应的热电偶输入通道相连，用于对热电偶信号进行滤波；与滤波电路一一对应的光电继电器，与对应的滤波电路相连，用于实现滤波后的热电偶信号的切换；放大滤波电路，与光电继电器相连，用于对切换后的热电偶信号进行放大和带通滤波；冷端补偿模块，用于提供冷端补偿信号；AD转换器，用于对放大滤波后的热电偶信号冷端补偿后进行采样，以获取热电偶采样值；微处理器，用于将热电偶采样值计算为温度值并发送出去。本发明的多通道热电偶采集模块支持多种类型的热电偶信号采集，测温范围大，抗干扰
能力强。权利要求书1页 说明书6页 附图4页CN 109974880 A 2019.07.05
C N 109974880
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109974880 A
1.一种多通道热电偶采集模块，其特征在于：包括：
至少两个热电偶输入通道，用于输入热电偶信号；
与所述热电偶输入通道一一对应的滤波电路，与对应的热电偶输入通道相连，用于对所述热电偶信号进行滤波；
与所述滤波电路一一对应的光电继电器，与对应的滤波电路相连，用于实现滤波后的热电偶信号的切换；
放大滤波电路，与所述光电继电器相连，用于对切换后的热电偶信号进行放大和带通滤波；
冷端补偿模块，用于提供冷端补偿信号；
AD转换器，与所述光电继电器和所述冷端补偿模块，用于对放大滤波后的热电偶信号冷端补偿后进行采样，以获取热电偶采样值；
微处理器，与所述AD转换器相连，用于将所述热电偶采样值计算为温度值并发送出去。
2.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：包括八个热电偶输入通道，分别支持K型、E型、J型、S型、R型、B型、N型和T型热电偶。
3.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括磁隔离模块，分别与所述AD转换器和所述微处理器相连，用于对所述热电偶采样值进行数据隔离，并发送至所述微处理器。
4.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括RS485通信模块，与所述微处理器相连，用于在所述微处理器的控制下，基于RS485协议将所述温度值发送出去。
5.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括系统电源模块和现场电源模块；所述系统电源模块用于为所述单片机供电，所述现场电源模块用于为所述热电偶输入通道、所述滤波电路、所述光电继电器、所述冷端补偿模块和所述AD转换器供电。
6.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：所述冷端补偿模块包括依次相连的冷端补偿通道、冷端滤波电路和冷端光电继电器。
7.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：所述热电偶采集通道包括共模电感，用于抑制所述热电偶信号中的共模干扰。
8.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括显示装置，与所述微处理器相连，用于显示各个热电偶通道的故障信息、通讯信息、电源信息中的一种或多种组合。
9.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：所述微处理器采用单片机。
10.根据权利要求1-9之一所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：应用于DCS控制系统。
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八通道热电偶采集模块(热电偶,电压,电流)说明书
FLEX4011八通道模拟量(热电偶/电压/电流) 采集模块用户手册
目 录 1 产品介绍 (3) 2 电气连接及安装 (5) 3 通讯协议 (9) 3.1 Modbus RTU/ASCII通信协议 (9) 3.1.1 Modbus寄存器地址映射 (9) 3.1.2 读取数据以及处理 (13) 3.2 ADAM研华通信协议 (16) 3.2.1 研华通信协议命令 (16) 3.2.1.1 读取单通道的数据命令 (16) 3.2.1.2 读取所有通道的数据命令 (18) 3.3 ASCII码对照表 (20) 4 设置软件使用说明 (20) 4.1 设置软件与处于设置状态的模块通信 (20) 4.2 串口通信参数如何设置 (23) 5 使用串口调试软件读取数据 (24) 5.1 Modbus-RTU通信协议 (24) 5.2 ADAM研华通信协议 (24) 附录A (26) A.1 模拟量数据格式 (26) A.2 模拟量输入范围 (26)
1 产品介绍 FLEX-4011热电阻采集模块是FLEX-4000系列智能测控模块之一，广泛应用于温度测量的工业场合，提供了多种热电偶信号的采集以及转换，线性处理并转换成线性化的数据值，经RS-485 总线传送到控制器。FLEX-4011具有八个测量通道，可连接J, K, T, E, R, S, B, N, C, D, G, L, U等多种规格热电偶进行测量。模块内部各处理单元之间提供了高于1500V 的电气隔离，有效的防止模块因外界高压冲击而损坏，为工厂自动化以及楼宇自动化提供了高效的解决方案。模块主要特点如下： · 八通道模拟量(热电偶/电压/电流)输入 · 可由软件设置传感器的类型以及模块参数 · 支持多种标准的热电偶 · 宽电压范围输入(18-36V DC)，功耗低 · RS-485网络连接，支持Modbus RTU/ASCII协议 · 内置看门狗，运行稳定可靠 · 外部供电/RS485通讯/模拟量输入之间3000V电气隔离 · 宽温度范围运行 · 安装方便，标准导轨卡装或螺钉固定
热电偶信号检测
热电偶信号检测 一、系统组成： 信号放大模块的放大倍数为125，当K型热电偶温度达到1000℃时，输出的电压接近40mv，放大125倍后，电压接近5V。调整的方法为：40mv对应5V输出。 二、电压采集校准参数的设定： 对热电偶的采集，首先是对热电偶输出的电压信号采集，由于热电偶输出的电压信号非常微弱，因此需要放大。采集系统采集到放大后的电压值，通过校准换算为热电偶的输出毫伏信号。 根据公式：工程量＝A+B*电压 由于采集板和调理模块S104都已经调零，所以A=0 当工程值＝40mv时，电压值＝5V，所以B=40/5000=0.008 这样就可以直接采集到mv信号。 软件操作方法： 主菜单\系统参数\通道属性配置\模拟量设置界面如下: 设定通道类型为K型热偶即可
三、低温补偿设定 在主菜单\系统参数\通道属性配置设置环境温度为当前环境温度，温度设定完成后，要求先退出程序，该参数只有进入程序才读取有效。 当正确设定环境温度后，当设定的通道类型为K型热偶时，就会自动增加该温度值。当设置通道类型为补偿K型热偶时，该参数不起作用。软件界面如下所示。 四、显示软件设定 在主菜单\显示\组合显示面板右击进行通道设置。
如上图所示，主菜单\显示\组合显示面板，显示组合面板，在组合面板上鼠标右击弹出菜单，选中顶层窗口，显示时自动显示等选项，并通过“定义显示格式及内容”进入设置功能，设置显示的行数与列数，并设置显示方式为块内平均值，设定各个通道的表示文字，就可以显示各个通道的结果了。 五、硬件连接及注意事项 在主菜单\显示\组合显示面板右击进行通道设置。 直流电源的＋15伏接S104的＋15伏电源；直流电源的－15伏接S104的－15伏电源；直流电源的地线接S104的AGND。 S104的AGND接采集系统的模拟地线。 S104的输出V1至V4分别接采集硬件的通道1至通道4。 热电偶的红端接S104相应通道的＋端，热电偶的非红端接S104相应通道的－端。 当用户采用补偿方式时，软件选用的通道类型应该为“补偿K型热偶” 注意事项： 1、外部电源千万不要接错，连接好并确认后才能通电。 2、采集硬件的地线要求与S104共地。
FM147A 八路热电偶模拟量输入模块使用说
硬件产品手册 北京和利时系统工程股份有限公司 4/12/2006
目录 1FM147A模块的基本说明 (1) 1.1 简介 (1) 1.2 组成 (1) 1.3 特点和功能 (2) 2原理说明 (2) 3使用说明 (4) 3.1状态指示灯说明 (4) 3.2底座端子接线说明 (5) 3.2.1 底座接线端子的定义 (5) 3.2.2热电偶信号或毫伏电压信号接线说明 (6) 4技术指标 (7) 5温度补偿方法 (8) 6附录 (10) 热电偶温度测量范围 (10)
HollySys 块式I/O HollySys 1 表1-1 FM147A 的采样信号范围 序号 信号范围 1 -5～+75mV 2 -5～+35mV 3 0～+78.125mV 4 0～+39.0625mV FM147A 八路热电偶模拟量输入模块 1 FM147A 模块的基本说明 1.1 简介 FM147A 型模块是智能型8路热电偶模拟量输入模块，是HollySys 公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP 总线)而新开发的工业现场级热电偶模拟量输入模块。通过与配套的底座 FM131A 连接，用于处理从现场来的热电偶毫伏电压1 和一般毫伏电压输入信号。FM147A 作为ProfiBus-DP 的从站通过ProfiBus-DP 总线把采集到的信号及 相关诊断信息上传到ProfiBus-DP 的主站。它是智能型的现场 总线产品，是构成HollySys 公司的MACS TM 系统的通用I/O 单元的一种。 FM147A 与J 、K 、N 、E 、S 、B 、R 、T 型热偶一次测温元件 相连，可处理工业现场的温度信号。由于它的测量信号范围可 达-5mV ，因此可以采样一定范围的负温。通过组态软件正确 组态，该模块可以对在-5mV ～+78.125mV 范围内的线性毫伏信号采样处理。因此它使用范围广、功能全面。 1.2 组成 FM147A 模块由8路双端输入型TC 模拟输入板、I/O 通用型智能处理板和外壳结构件组成。在使用中，FM147A 模块需要与端子底座FM131A 相连，构成完整的8路热电偶信号采样单元，其外观如图1-1所示：模块正面标签夹中可以插入纸卡，纸卡上可以写上1～8通道的测点名称或标识，便于工 1 常用热电偶的测温范围和对应毫伏信号范围见最后的附录
多路高精度热电偶采集板研制
第28卷第1期2011年1月 机电工程 Journal of Mechanical ＆Electrical Engineering Vol．28No．1Jan．2011 收稿日期：2010－06－09 作者简介：袁建挺（1986－），男，浙江慈溪人，主要从事智能仪表与控制装置，嵌入式系统方面的研究．E-mail ：yuanouwen@sina．com 通信联系人：姜周曙，男，教授，硕士生导师．E- mail ：jzs@hdu．edu．cn 多路高精度热电偶采集板研制 袁建挺，姜周曙* ，黄国辉 （杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州310018） 摘要：为了满足工业应用现场多点测温的需求，研制了16路热电偶高精度数据采集板。选取ADI 公司的高性能芯片AD μC834作为主芯片，利用其片上24位∑-Δ型A /D 、外部高精度参考电压模块，结合信号调理电路和下位机软件的设计，实现了高精度数据采集。采用多路转换芯片，可实现了16路采集通道间的切换。采用热电阻PT100传感器采集热电偶冷端温度实现冷端补偿。实验结果表明，该采集板具有多通道、精度高、成本低、测温范围宽、操作简单等优点。关键词：AD μC834；热电偶；16路；冷端补偿；高精度中图分类号：TH811；TP274 文献标志码：A 文章编号：1001－4551（2011）01－0087－03 Development of multi-channel high-accuracy thermocouple acquisition-board YUAN Jian-ting ，JIANG Zhou-shu ，HUANG Guo-hui （School of Automation ，Hangzhou Dianzi University ，Hangzhou 310018，China ） Abstract ：In order to meet the requirement that industrial field need to measure lots of temperatures ，16-channels high-accuracy thermocou-ple acquisition-board was developed ，the AD μC834chip made by ADI Corporation was chased as main chip．By using the on-chip 24bit ∑-Δtype A /D ，external high-accuracy reference-voltage module ，combined with the rational design of signal conditioning circuit and MCU pro-gram ，the high-accuracy acquisition was realized．Multi-channel conversion chip could switch 16channels．To realize cold junction compen-sation ，thermal resistance PT100was used to acquire the cold-side temperature．The experiments show that the acquisition-board has the merits of multi-channel switch ，high-accuracy ，low cost ，wide metrical range of temperature ，simple operation ，etc．．Key words ：AD μC834；thermocouple ；16-channels ；cold junction compensation ；high-accuracy 0引言 随着工业的不断发展，测温技术越来越多地应用在化工、冶金、机械、食品等行业，在生产过程中有极其重要的地位。工业测温元件主要有热敏电阻、热电阻和热电偶等。热电偶作为工业上最常用的温度检测元件之一，它主要有测量精度高、测量范围广、构造简单、使用方便等特点。 很多工业现场都需测量多个温度点，为此，笔者研究开发了16路热电偶高精度采集板。该采集板采用了美国ADI 公司AD μC834芯片作主芯片，利用片上24位的∑-Δ型A /D 和外部高精度参考源，用热电阻 PT100传感器实现热电偶的冷端补偿，结合单片机程序的合理设计，可实现16路热电偶高精度采集。 1硬件电路设计 采集板选用的核心芯片是美国ADI 公司生产、内含 24位A /D 转换器的SoC 芯片—AD μC834。AD μC834是全集成的高性能数据采集系统，内部集成了200μA 恒流源和2路独立的高精度（16位和24位）∑-Δ型A /D ，体积小，功耗低，非常适用于各类智能仪表。AD μC834芯片有3个主要的优点：率先集成了精密ADC 、DAC 及快闪存储器于微转换器中，这一特点特别适合于测控系统和仪表；用RS232或一根口线实现
热电偶
热电偶非线性讨论及分度表的解读 摘要：热电偶的传感特性是非线性的，这种非线性直接影响到温度的测量精度，所以必须对其非线性传感特性进行建模和辨识。目前对热电偶非线性辨识的方法主要有：硬件补偿、多项式拟合法、神经网络法、支持向量机法等。采用硬件补偿需要增加模拟电路，从而产生温漂、增益和误差，同时也提高了测试系统的成本；采用多项式拟合需要较长的计算时间；查表法虽然较快，但是并不是很准确。上述方法不能满足高精度的温度测量和控制要求。本文主要介绍几种非线性补偿方法，如：查表法，曲线拟合法，多项式拟合法等。 为了在电势和需要的温度值之间搭建一座桥梁,从而完成温度值和电势值之间的转换。国家标准规定了部分仪器热电势与温度的关系和允许误差,并统一的绘制成表格的形式,即分度表，得到了分度表以后，需要进一步了解其原理及表达信息，因此通过解读分度表得到需要的温度和热电势相关信息。 关键词：非线性，热电势，查表发，曲线拟合法,分度表解读，工作温度，温度电压转换。
引言：在大量的热工仪器中，热电偶作为温度传感器，得到了广泛使用。它是利用热电效应来进行工作的，其热电势率一般为几十到几μV/0℃。它直接和被测对象接触，不受中间介质的影响，因而测量精度高，并且可以在-200~+1600℃范围内进行连续测量，甚至有些特殊热电偶，如钨—铼，可测量高达+2800℃的高温，且构造简单，使用方便。基于如上优点，热电偶在温度测量领域得到了广泛的应用。 随着科学技术的发展,传感器的作用越来越显著,它是实现自动检测和控制的首要环节]。热电偶是目前应用广泛技术完善的温度传感器,它在很多方面都具备了一种理想温度传感器的条件。它的测温是基于热电效应,即在两种不同的导体(或半导体)组成的闭合回路中,如果它们两个结点的温度不同,则回路中产生一个电动势。得到的都是电势值,而作为测温系统要得到的显然是温度值。由此产生了分度表一种包含温度和电势关系的表格）。
J型热电偶采集模块使用说明
J型热电偶采集模块使用说明 一.概述 8通道模拟量热电偶信号混合型采集模块,采用最新技术和进口原装芯片.具有精度高,性能稳定,抗干扰强，隔离，高速经济的特点,能在恶劣环境下运行. RS485接口,支持Modbus RTU ,DECON标准协议,停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展热电偶采集的最佳选择.可以直接连接PLC、DCS 以及国内外各种组态软件（亚控组态力控组态MCGS等等）。 二.技术指标 型号：TDAM7018 通道数： 8通道 信号类型：K，J，E，R，S，N,T,B,钨铼（2000多度）等型热电偶,通过软件设置各通讯输入类型 电流采集范围:±20mA, 0-20 mA, 4-20Ma 电压采集范围:±1000mV或±10V ±5V,±100mV,±500mV, ±1V 精度：0.1级 分辩率: 24位 扫描周期：100ms 采样频率：AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 通讯接口：RS485接口.光电隔离，ESD保护. 标准协议：MODBUS-RTU DECON协议 工作电源：9-36VDC 功耗: 1.0W 冷端补偿误差： <±1℃. 环境温度：温度-20～70℃ 相对湿度:≤85% RH 无凝结 通讯距离：1200米，可加中继延长 安装方式：DIN35mm标准导轨卡装或螺钉固定. 产品外观尺寸：100*70*26MM 含端子尺寸:120*70*26MM 三．功能和特点 z8路差分输入:提供高过压保护和传感器断线检测功能；抗干扰强隔离，高速经济,使用范围广. z采样频率： AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 z通讯接口： RS485接口. 隔离电压： 3000 VDC. z RS485通信： 光电隔离，ESD保护.通信部分电源隔离，信号采用高速光耦光电隔离，使通信更稳定可过压过流保护，TVS管保护，全方位保护通信芯片！ z标准协议： 支持DCON和Modbus RTU协议，停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展模拟量或热电偶采集的最佳选择. z业界独创1： 采用PT1000作为冷端补偿，冷端补偿温度精度更高，性能更稳定,模块内置测温元件，自动完成热电偶冷端温度补偿; z业界独创2: 唯一能采2000多度的钨铼型热电偶 z热电偶输入过压保护：±220V. 输入阻抗： 20兆欧姆. z电源输入端: 具有直流滤波器功能，抗干扰能力强，适用于恶劣环境下运行.
T型热电偶采集模块使用说明
T型热电偶采集模块使用说明 一.概述 8通道模拟量热电偶信号混合型采集模块,采用最新技术和进口原装芯片.具有精度高,性能稳定,抗干扰强，隔离，高速经济的特点,能在恶劣环境下运行. RS485接口,支持Modbus RTU ,DECON标准协议,停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展热电偶采集的最佳选择.可以直接连接PLC、DCS 以及国内外各种组态软件（亚控组态力控组态MCGS等等）。 二.技术指标 型号：TDAM7018 通道数： 8通道 信号类型：K，J，E，R，S，N,T,B,钨铼（2000多度）等型热电偶,通过软件设置各通讯输入类型 电流采集范围:±20mA, 0-20 mA, 4-20Ma 电压采集范围:±1000mV或±10V ±5V,±100mV,±500mV, ±1V 精度：0.1级 分辩率: 24位 扫描周期：100ms 采样频率：AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 通讯接口：RS485接口.光电隔离，ESD保护. 标准协议：MODBUS-RTU DECON协议 工作电源：9-36VDC 功耗: 1.0W 冷端补偿误差： <±1℃. 环境温度：温度-20～70℃ 相对湿度:≤85% RH 无凝结 通讯距离：1200米，可加中继延长 安装方式：DIN35mm标准导轨卡装或螺钉固定. 产品外观尺寸：100*70*26MM 含端子尺寸:120*70*26MM 三．功能和特点 z8路差分输入:提供高过压保护和传感器断线检测功能；抗干扰强隔离，高速经济,使用范围广. z采样频率： AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 z通讯接口： RS485接口. 隔离电压： 3000 VDC. z RS485通信： 光电隔离，ESD保护.通信部分电源隔离，信号采用高速光耦光电隔离，使通信更稳定可过压过流保护，TVS管保护，全方位保护通信芯片！ z标准协议： 支持DCON和Modbus RTU协议，停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展模拟量或热电偶采集的最佳选择. z业界独创1： 采用PT1000作为冷端补偿，冷端补偿温度精度更高，性能更稳定,模块内置测温元件，自动完成热电偶冷端温度补偿; z业界独创2: 唯一能采2000多度的钨铼型热电偶 z热电偶输入过压保护：±220V. 输入阻抗： 20兆欧姆. z电源输入端: 具有直流滤波器功能，抗干扰能力强，适用于恶劣环境下运行.
K型热电偶采集模块使用说明
K型热电偶采集模块使用说明 一.概述 8通道模拟量热电偶信号混合型采集模块,采用最新技术和进口原装芯片.具有精度高,性能稳定,抗干扰强，隔离，高速经济的特点,能在恶劣环境下运行. RS485接口,支持Modbus RTU ,DECON标准协议,停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展热电偶采集的最佳选择.可以直接连接PLC、DCS 以及国内外各种组态软件（亚控组态力控组态MCGS等等）。 二.技术指标 型号：TDAM7018 通道数： 8通道 信号类型：K，J，E，R，S，N,T,B,钨铼（2000多度）等型热电偶,通过软件设置各通讯输入类型 电流采集范围:±20mA, 0-20 mA, 4-20Ma 电压采集范围:±1000mV或±10V ±5V,±100mV,±500mV, ±1V 精度：0.1级 分辩率: 24位 扫描周期：100ms 采样频率：AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 通讯接口：RS485接口.光电隔离，ESD保护. 标准协议：MODBUS-RTU DECON协议 工作电源：9-36VDC 功耗: 1.0W 冷端补偿误差： <±1℃. 环境温度：温度-20～70℃ 相对湿度:≤85% RH 无凝结 通讯距离：1200米，可加中继延长 安装方式：DIN35mm标准导轨卡装或螺钉固定. 产品外观尺寸：100*70*26MM 含端子尺寸:120*70*26MM 三．功能和特点 z8路差分输入:提供高过压保护和传感器断线检测功能；抗干扰强隔离，高速经济,使用范围广. z采样频率： AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 z通讯接口： RS485接口. 隔离电压： 3000 VDC. z RS485通信： 光电隔离，ESD保护.通信部分电源隔离，信号采用高速光耦光电隔离，使通信更稳定可过压过流保护，TVS管保护，全方位保护通信芯片！ z标准协议： 支持DCON和Modbus RTU协议，停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展模拟量或热电偶采集的最佳选择. z业界独创1： 采用PT1000作为冷端补偿，冷端补偿温度精度更高，性能更稳定,模块内置测温元件，自动完成热电偶冷端温度补偿; z业界独创2: 唯一能采2000多度的钨铼型热电偶 z热电偶输入过压保护：±220V. 输入阻抗： 20兆欧姆. z电源输入端: 具有直流滤波器功能，抗干扰能力强，适用于恶劣环境下运行.
4-20MA采集模块使用说明
4-20MA采集模块使用说明 一.概述 8通道模拟量热电偶信号混合型采集模块,采用最新技术和进口原装芯片.具有精度高,性能稳定,抗干扰强，隔离，高速经济的特点,能在恶劣环境下运行. RS485接口,支持Modbus RTU ,DECON标准协议,停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展热电偶采集的最佳选择.可以直接连接PLC、DCS 以及国内外各种组态软件（亚控组态力控组态MCGS等等）。 二.技术指标 型号：TDAM7018 通道数： 8通道 信号类型：K，J，E，R，S，N,T,B,钨铼（2000多度）等型热电偶,通过软件设置各通讯输入类型 电流采集范围:±20mA, 0-20 mA, 4-20Ma 电压采集范围:±1000mV或±10V ±5V,±100mV,±500mV, ±1V 精度：0.1级 分辩率: 24位 扫描周期：100ms 采样频率：AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 通讯接口：RS485接口.光电隔离，ESD保护. 标准协议：MODBUS-RTU DECON协议 工作电源：9-36VDC 功耗: 1.0W 冷端补偿误差： <±1℃. 环境温度：温度-20～70℃ 相对湿度:≤85% RH 无凝结 通讯距离：1200米，可加中继延长 安装方式：DIN35mm标准导轨卡装或螺钉固定. 产品外观尺寸：100*70*26MM 含端子尺寸:120*70*26MM 三．功能和特点 z8路差分输入:提供高过压保护和传感器断线检测功能；抗干扰强隔离，高速经济,使用范围广. z采样频率： AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 z通讯接口： RS485接口. 隔离电压： 3000 VDC. z RS485通信： 光电隔离，ESD保护.通信部分电源隔离，信号采用高速光耦光电隔离，使通信更稳定可过压过流保护，TVS管保护，全方位保护通信芯片！ z标准协议： 支持DCON和Modbus RTU协议，停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展模拟量或热电偶采集的最佳选择. z业界独创1： 采用PT1000作为冷端补偿，冷端补偿温度精度更高，性能更稳定,模块内置测温元件，自动完成热电偶冷端温度补偿; z业界独创2: 唯一能采2000多度的钨铼型热电偶 z热电偶输入过压保护：±220V. 输入阻抗： 20兆欧姆. z电源输入端: 具有直流滤波器功能，抗干扰能力强，适用于恶劣环境下运行.
B型热电偶采集模块使用说明
B型热电偶采集模块使用说明 一.概述 8通道模拟量热电偶信号混合型采集模块,采用最新技术和进口原装芯片.具有精度高,性能稳定,抗干扰强，隔离，高速经济的特点,能在恶劣环境下运行. RS485接口,支持Modbus RTU ,DECON标准协议,停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展热电偶采集的最佳选择.可以直接连接PLC、DCS 以及国内外各种组态软件（亚控组态力控组态MCGS等等）。 二.技术指标 型号：TDAM7018 通道数： 8通道 信号类型：K，J，E，R，S，N,T,B,钨铼（2000多度）等型热电偶,通过软件设置各通讯输入类型 电流采集范围:±20mA, 0-20 mA, 4-20Ma 电压采集范围:±1000mV或±10V ±5V,±100mV,±500mV, ±1V 精度：0.1级 分辩率: 24位 扫描周期：100ms 采样频率：AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 通讯接口：RS485接口.光电隔离，ESD保护. 标准协议：MODBUS-RTU DECON协议 工作电源：9-36VDC 功耗: 1.0W 冷端补偿误差： <±1℃. 环境温度：温度-20～70℃ 相对湿度:≤85% RH 无凝结 通讯距离：1200米，可加中继延长 安装方式：DIN35mm标准导轨卡装或螺钉固定. 产品外观尺寸：100*70*26MM 含端子尺寸:120*70*26MM 三．功能和特点 z8路差分输入:提供高过压保护和传感器断线检测功能；抗干扰强隔离，高速经济,使用范围广. z采样频率： AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 z通讯接口： RS485接口. 隔离电压： 3000 VDC. z RS485通信： 光电隔离，ESD保护.通信部分电源隔离，信号采用高速光耦光电隔离，使通信更稳定可过压过流保护，TVS管保护，全方位保护通信芯片！ z标准协议： 支持DCON和Modbus RTU协议，停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展模拟量或热电偶采集的最佳选择. z业界独创1： 采用PT1000作为冷端补偿，冷端补偿温度精度更高，性能更稳定,模块内置测温元件，自动完成热电偶冷端温度补偿; z业界独创2: 唯一能采2000多度的钨铼型热电偶 z热电偶输入过压保护：±220V. 输入阻抗： 20兆欧姆. z电源输入端: 具有直流滤波器功能，抗干扰能力强，适用于恶劣环境下运行.
热电偶模块6ES7 331-7PF11-0AB0在TIA中的组态及使用
热电偶模块6ES7 331-7PF11-0AB0在TIA中的组态及使用1．概述 SIMATIC S7- 300 系列产品支持热电偶温度检测，并配有专门的热电偶检测模块SM331（6ES7 331-7PF11-0AB0），可以测量多种规格的热电偶信号。该模块支持内部补偿与外部补偿。该模块支持4组8通道输入，每个通道组的测量类型、测量范围可任意选择，精度可以达到15位+符号位。 本文介绍了热电偶专有模块SM331（6ES7 331-7PF11-0AB0）在TIA 环境下 的组态及使用。 2.硬件接线 2.1 模块支持的热电偶 SM331（6ES7 331-7PF11-0AB0）所支持的热电偶如表3所示 表 3热电偶及测温范围 2.2 通过基准结的热电偶 如图1所示，热电偶可通过调节为0℃或50℃的基准结接线，所有8个输入通道都可以作为测量通道使用
图1 基准结接线图和方框图 ①通过基准结的热电偶 ②基准结调节为℃或50℃ ③模数转换器(ADC) ④背板总线接口 ⑤外部冷端比较 2.3 外部补偿的热电偶 如图2所示，基准结上端子的温度由温度范围为-25°C 到85°C 的热电阻Pt 100确定（请参见端子35 到38）。
图2 外部补偿接线图和方框图 ①带外部补偿的热电偶 ②背板总线接口 ③模数转换器(ADC) ④背板总线接口 2.4 内部补偿的热电偶 如图3所示，将热电偶直接接入基准结上。
图3 内部补偿接线图和方框图 ①内部补偿的热电偶 ②背板总线接口 ③模数转换器(ADC) ④背板总线接口 3．组态设置 3.1 创建PLC项目 在STEP7 V14中创建一个项目并插入CPU 317站。 3.2 硬件组态 1. 进入设备视图，选中4#槽位，在右侧"硬件目录> AI > AI 8xTC"找到模块双击。
分布式采集模块 温度采集 DAM-3039(v6.14) 说明书
DAM-3039说明书 ★端子分布图 ★主要指标 8路热电偶/模拟量输入模块 ■ 输入类型：热电偶，V，mV ■ 热电偶类型：J、K、T、E、R、S、B、N、C、WRe5-WRe26■ 通道输入：6路差分，2路单端或8路差分 ■ 采样频率：10Hz ■ 分辨率：16bit ■ 精度：0.2% ■ 供电电压：15V～30V ■ 输入阻抗：20MΩ ■ 零点漂移：0.5uV/℃ ■ 满量程漂移： 25ppm/℃ ■ CMR @ 50/60Hz： 150dB ■ NMR @ 50/60Hz： 100dB
■ 隔离电压：3000VDC ■ 内置看门狗 ■ 电源：未处理+10～+30VDC ■ 功耗：0.8W @ 24VDC ■ 操作温度：-10℃～＋70℃ ■ 存储温度：-20℃～＋85℃ ★接线图（图的右侧为用户接线方式） 模拟量输入（0～5通道）接线说明 跳线JP1用来选择端子 INIT*/IN7- 选择8路差分模式，端子INIT*/ IN7-被设成IN7- 选择INIT*模式，端子INIT*/ IN7-被设成INIT* 模拟量输入通道6和7接线说明 （跳线1设置是8路差分模式） 模拟量输入通道6和7接线说明 （跳线1设置是INIT*模式）
★结构框图 ★代码配置表 ■波特率配置代码表 代码 00 01 02 03 04 05 06 07 波特率 1200 2400 4800 9600 192003840057600115200 ■模拟量输入范围配置代码表 Input Type Input Range Code ±15mV 01 ±50mV 02 ±100mV 03 ±150mV 04 ±500mV 05 ±1V 06 mV、V ±2.5V 07 Input Type Input Range Typical Accuracy ( ℃ ) Maxinum Error ( ℃ ) Code (Decimal) J 0～1200℃±1.0 ±1.2 10 K 0～1300℃±0.5±1.0 11 T -200～400℃±0.5±1.0 12
K型热电偶温度采集模块工作原理
K型热电偶温度采集模块工作原理 热电偶温度采集模块简介： DAM-3088模块是全新一代基于嵌入式系统的热电偶温度采集模块，采用标准DIN35导轨安装方式，现场安装简单，使用灵活；应对各种现场应用。模块配置有RS232接口，方便与PC或PLC通信，模块配置有RS485接口，可单独与PC或PLC通信，也可以与多个485模块组网使用。DAM-3088可采集8路K型热电偶；转换精度高达0.5℃。另外模块可支持电压型信号输入。采用先进的磁隔离技术，有效保障数据采集的速度、可靠及安全。模块配有瞬态抑制电路，能有效抑制各种浪涌脉冲，保护模块在恶劣的环境下可靠工作。DAM-3088采用16位高精度AD芯片采集热电偶输出的电压信号，再通过适当的算法将电压信号转换为对应的温度信号，整体转换精度高达±0.5℃，分辨率高达0.1℃。能满足大多数的工业现场数采集要求。产品针对工业应用设计：通过DC-DC变换，实现测量电路和主控电路电源隔离；同时控制单元与信号采集单元采用高性能磁隔离技术实现电气隔离，与一般的光电隔离相比数据通信更快更可靠。 热电偶温度采集模块参数： 隔离耐压：DC2500V ESD保护：±15KV 供电范围：DC+8～+36V 功耗：小于1W 工作温度：-40℃～+80℃ 工业级V0级防火塑料外壳保障产品应用各类环境安全 安装方式：标准DIN35导轨安装 输入通道数：4\8路K型热电偶 输入温度范围：-40℃～1370℃ 转换速率：3次/秒（单通道） 转换分辨率：0.1℃ 支持RS485,RS232可定制CAN 测量精度：±0.5℃（典型值） 输入端过压保护，过流保护，并有低通滤波 通信接口:DAM-3088配置有1路RS232与1路RS485，RS232可以直接与电脑连接，RS485可以单个与PLC或其它主机连接，也可以多个模块组网后与PLC或其它主机连接。 RS232连接:DAM系统模块RS232接口为标准RS232接口，符合相关规范，可以直接与电脑或其它标准RS232接口连接，其连接方式为交叉连接法，即模块TX与电脑RS232的RX连接，模块RX与电脑RS232的TX连接，模块GND与电脑RS232的SGND连接。
热电阻和热电偶的区别
热电阻和热电偶的区别 热电偶是一种测温度的传感器，与热电阻一样都是温度传感器，但是他和热电阻的区别主要在于： 一、信号的性质，热电阻本身是电阻，温度的变化，使电阻产生正的或者是负的阻值变化；而热耦，是产生感应电压的变化，他随温度的改变而改变。 二、两种传感器检测的温度范围不一样，热阻一般检测0-150度温度范围，最高测量范围可达600度左右（当然可以检测负温度）. 热耦可检测0-1000度的温度范围（甚至更高）所以，前者是低温检测，后者是高温检测。 三、从材料上分，热阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材料，热耦是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。 四、PLC对应的热电阻和热电偶的输入模块也是不一样的，这句话是没问题，但一般PLC都直接接入4～20ma信号，而热电阻和热电偶一般都带有变送器才接入PLC。要是接入DCS的话就不必用变送器了！热电阻是RTD信号，热电欧是TC信号！ 五、PLC也有热电阻模块和热电偶模块，可直接输入电阻和电偶信号。 六、热电偶有J、T、N、K、S等型号，有比电阻贵的，也有比电阻便宜的，但是算上补偿导线，综合造价热电偶就高了。 热电阻是电阻信号,热电偶是电压信号
七、热电阻测温原理是根据导体（或半导体）的电阻随温度变化的性质来测量的，测量范围为负00~500度，常用的有铂电阻(Pt100、Pt10)、铜电阻Cu50（负50-150度）。 热电偶测温原理是基于热电效应来测量温度的，常用的有铂铑——铂（分度号S，测量范围0~1300度）、镍铬——镍硅（分度号K，测量范围0~900度）、镍铬——康铜（分度号E，测量范围0~600度）、铂铑30——铂铑6（分度号B，测量范围0~1600度）。 通讯协议 开放系统互联协议中最早的协议之一，它为连接不同操作系统和不同硬件体系结构的互联网络提供通信支持，是一种网络通用语言。TCP/IP协议定义了在互联网络中如何传递、管理信息(文件传送、收发电子邮件、远程登录等)，并制定了在出错 时必须遵循的规则。 英文名称：communication protocol 通讯协议-通讯协议介绍 通讯协议即网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。 通信协议又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。 电脑与电脑之间的沟通必须讲述相同的语言，才能互相传输信息，自然资料在国际互联网上传递，每一份都要符合一定的规格（即是相同的语言），否则中国送出的资料，在美国那边要怎么收下呢？ 这些规格（语言）的规定都是事先在会议桌上讲好的，一般我们称之为“协议”（英文称为protocol），而这种在网 络上负责定义资料传输规格的协议，我们就统称为通讯协议。 其实每一种网络所使用的通讯协议都不太一样，但就以我们最常用的Internet为例，当资料要送到Internet上时，就必须要使用Internet用的通讯协议。 如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规则就称为网络协议。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX。用户如果访问Internet，则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。
【CN109974880A】一种多通道热电偶采集模块【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910289553.6 (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 重庆川仪控制系统有限公司 地址 400700 重庆市北碚区蔡家岗镇蔡和 路879号 (72)发明人 裘宏波 (74)专利代理机构 上海光华专利事务所(普通 合伙) 31219 代理人 徐秋平 (51)Int.Cl. G01K 7/02(2006.01) G01K 7/13(2006.01) G01K 7/14(2006.01) G05B 19/042(2006.01) (54)发明名称一种多通道热电偶采集模块(57)摘要本发明提供一种多通道热电偶采集模块，包括：至少两个热电偶输入通道，用于输入热电偶信号；与热电偶输入通道一一对应的滤波电路，与对应的热电偶输入通道相连，用于对热电偶信号进行滤波；与滤波电路一一对应的光电继电器，与对应的滤波电路相连，用于实现滤波后的热电偶信号的切换；放大滤波电路，与光电继电器相连，用于对切换后的热电偶信号进行放大和带通滤波；冷端补偿模块，用于提供冷端补偿信号；AD转换器，用于对放大滤波后的热电偶信号冷端补偿后进行采样，以获取热电偶采样值；微处理器，用于将热电偶采样值计算为温度值并发送出去。本发明的多通道热电偶采集模块支持多种类型的热电偶信号采集，测温范围大，抗干扰 能力强。权利要求书1页 说明书6页 附图4页CN 109974880 A 2019.07.05 C N 109974880 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109974880 A 1.一种多通道热电偶采集模块，其特征在于：包括： 至少两个热电偶输入通道，用于输入热电偶信号； 与所述热电偶输入通道一一对应的滤波电路，与对应的热电偶输入通道相连，用于对所述热电偶信号进行滤波； 与所述滤波电路一一对应的光电继电器，与对应的滤波电路相连，用于实现滤波后的热电偶信号的切换； 放大滤波电路，与所述光电继电器相连，用于对切换后的热电偶信号进行放大和带通滤波； 冷端补偿模块，用于提供冷端补偿信号； AD转换器，与所述光电继电器和所述冷端补偿模块，用于对放大滤波后的热电偶信号冷端补偿后进行采样，以获取热电偶采样值； 微处理器，与所述AD转换器相连，用于将所述热电偶采样值计算为温度值并发送出去。 2.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：包括八个热电偶输入通道，分别支持K型、E型、J型、S型、R型、B型、N型和T型热电偶。 3.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括磁隔离模块，分别与所述AD转换器和所述微处理器相连，用于对所述热电偶采样值进行数据隔离，并发送至所述微处理器。 4.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括RS485通信模块，与所述微处理器相连，用于在所述微处理器的控制下，基于RS485协议将所述温度值发送出去。 5.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括系统电源模块和现场电源模块；所述系统电源模块用于为所述单片机供电，所述现场电源模块用于为所述热电偶输入通道、所述滤波电路、所述光电继电器、所述冷端补偿模块和所述AD转换器供电。 6.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：所述冷端补偿模块包括依次相连的冷端补偿通道、冷端滤波电路和冷端光电继电器。 7.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：所述热电偶采集通道包括共模电感，用于抑制所述热电偶信号中的共模干扰。 8.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：还包括显示装置，与所述微处理器相连，用于显示各个热电偶通道的故障信息、通讯信息、电源信息中的一种或多种组合。 9.根据权利要求1所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：所述微处理器采用单片机。 10.根据权利要求1-9之一所述的多通道热电偶采集模块，其特征在于：应用于DCS控制系统。 2
热电偶信号放大模块使用说明
热电偶信号放大模块使用说明 一、测试方法： 1. 在CN1的1脚接5V ，2脚接地，3脚和4脚短接 2. 用万用表测试LM358的1脚输出端，应该在0.48V 左右 3. 1脚输出电压在0.4V 左右都正常 4. 如果不对，测试CN1的5脚，看是否在0.5V 左右 二、原理分析 VDD:+5V CON6 R9 VSS:GND V1+:GND:U1A 构成了一个同相加法运算放大电路，它可以解决：当运放单电源供电时，输入很小幅值信号时，输出非线性的问题，例如：当要对K 分度热电偶的信号进行放大时，这个电路就比较适合 （电路板上R3实际焊接为2.7K ）， 右图是零点直偏置输出电压=0.481V 。即接入热电偶，冷热端均在室温下时，测LM358的1脚输出电压 电路分析，通过虚短可得， V1O = (R4+R8)/R4*( (R1/ (R1+R2) )*Uv1+ (R2/ (R1+R2) )*Vref ) 代入电路中的参数，Vref=0.481V 解之得： V1O=100 Uv1+0.481 即对输入信号放大100倍，直流偏置为0.481V 例如：V1+输入1mV ，输出V1O=0.001*100+0.481=0.581V 三、实验数据
实验器材： 热电偶信号放大模块、三位半数字万用表、K分度热电偶、K分度热电偶测温表、数显温度表、电烙铁实验原理： 使用K分度热电偶测量电烙铁升温过程，用K分度热电偶测温表显示电烙表的温度值，三位半数字万用表测试对应的电压值，数显温度表测试当前室温（冷端温度）。通过查K分度表，就可以验证热电偶信号放大模块的性能参数。 1.电烙铁升温到43度时，测得的经过运处放大器LM358后，1脚输出电压为538mV。数显温 度表测试当前冷端温度为32度 数据分析： 方法1：从电势方向推温度（这是用单片机来测试温度，编程时用的） 1)当前测得的电压为：538mV，放大电路零点直偏置输出电压481mV,放大100倍 2)即：热电偶温差对应的实际输出电势为：(538-481)/100=57mV/100=0.57mV 3)查K分度表：0.57mV电势对应的温差为：14到15度之间，取中间值，14.5度 4)当前冷端温度为32度，即，热端的温度为：32+14.5=46.5度 5)K分度热电偶测温表显示：43度， 6)两者偏差为：46.5-43=3.5度 方法2：从温度方向推电势 1)当前热电偶冷热端温度差为：43-32=11度 2)查K分度表：11度温差对应电势0.437mV 3)0.437mV经放大100倍后为：43.7mV 4)放大电路零点直偏置输出电压481mV 5)即,运放电路理想输出为：43.7+481=524.7 mV 6)但，运放电路实际输出为：538mV 7)两者偏差为：538-524.7=13.3mV 8)这个偏差是放大了100倍的，实际为0.133mV 9)查表可知，0.133mV对应温差约为3.5度左右 2.电烙铁升温到51度时，测得输出电压为569mV，当前冷端温度为32度 3.电烙铁升温到56度时，测得输出电