[实用新型]一种光纤测温传感器光电转换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种将光纤测温传感器采集信号转换成数字脉冲信号输出的测温应用电路。 

背景技术

温度传感器按输出信号类型可分为数字编码型、频率脉冲型和模拟型等几种，其中数字编码型输出的是数字信号，外界均需要通过某种通信协议与传感器内部控制器通信而读出其温度数据，因而温度采集终端核心部分需采用微控制器作为控制核心，然而测温探头需定位于对地电位大于10kV、电流为几十至几千安培的交流载流触头上，而且触头电位电流均处于波动状态，各载流母线间及母线与大地间存在高压放电现象，整个断路器内部存在大量高压脉冲群干扰和静电干扰，这对以微控制器为核心的温度采集终端的抗强电磁干扰、抗破坏能力提出了严峻的考验。而且数字编码型输出电路较复杂，集成度不够高，成本相对较高。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种计采用了单线输出的数字集成温度传感器，且不需要复杂的外围元件的测温传感器光电转换电路。 

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种光纤测温传感器光电转换电路，控制器连接温度传感器接收其采集的环境温度信号，所述的控制器输出数字脉冲信号至发光二极管D6，发光二极管D6发出光信号至光纤，该电路设有供电单元。 

所述的控制器采用半导体测温芯片MAX6577，其引脚VDD、TS1、TS0接电源， 引脚OUT接发光二极管D6。 

所述的供电单元的供电回路并接有瞬变抑制二极管TVS1。 

所述的供电单元的供电回路并接有双二极管正向串联的双二极管Q1、Q2。

所述的发光二极管D6并联有稳压二极管D2，所述的供电单元的供电回路并接有稳压二极管D1。 

所述的发光二极管D6并联有电容E2，所述的供电单元的供电回路并接有电容E1。 

该电路采用了单线输出的数字集成温度传感器，不需复杂的外围元件由传感器输出的包含温度信号的频率脉冲直接驱动高亮度发光LED发出周期性脉冲光强，并导入光传输介质。因整个模块只由若干简单元器件组成，工作稳定可靠，误差较小，准确率较高，此外纯硬件设计，成本使用性相对较低。该电路的工作电压为DC3V～5V，平均工作电流为200～300mmA，功耗极低，并且在高压区域内隔离性好，高压区段等电位抗干扰性强。 

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明： 

图1为半导体测温芯片MAX6577引脚示意图； 

图2为光纤测温传感器光电转换电路回路原理图； 

图3为光纤测温传感器光电转换电路原理框图。 

具体实施方式

参见图1可知，控制器采用半导体测温芯片MAX6577，如图1所示：半导体芯片MAX6577是MAXIM公司推出的低成本、低功耗、温度/频率变换、采用单引脚输出信号，6脚SOT23封装，可简单使用的一种新型采集温度传感器芯片。图2中半导体元件IC1即控制器，作为数字测温采集载体，把温度信号转换成输出 固定频率的周期性脉冲电信号，使得发光二极管能够通过此信号正常周期性频闪，实现这一过程转化成光信号。 

控制器使用原理为：5V供电时，MAX6577即可处于自发工作状态，自动采集周围环境温度，输出符合标准的TTL电平，占空比为1：1的方波，但方波的频率受环境温度的调制，具体表达式为：T=f／k一273.15K其中T为环境温度(℃)；f为输出频率(Hz)；K为输出系数(K／Hz)；K为开氏温度。输出系数k由引脚TS1、TS0接VDD或GND设定（本原理使用TS1、TS0接VDD，K值选择为k=1/16）。 

参见图2可知，TVS1为晶体管SMBJ9.0CA-E3/52，即瞬变抑制二极管，其并接在供电回路，TVS1用于交流电压过压保护，当加在TVS1两端电压高于本晶体管最大耐压值时，晶体管被击穿，其他回路形成短路状态，因而防止了因过压而造成回路损坏。电路中Q1、Q2为晶体管BAV99-SOT23，两者双二极管正向串联，引出三角，稳定整流电路，与TVS1并联作为整流电源作用。此外TVS1还并联有二极管D1和电容E1，电容E1用于滤波，二极管D1防止整流后的直流电反相起到保护电路作用。D6为晶体管VLMW321BACA5K8L-08，即共阴型耐高温发光二极，其并联有二极管D2和电容E2，电容E2用于滤波，二极管D2起稳压作用，稳定发光二极管D6正常频闪时两端电压。电路中的D1和D2分别为晶体管D0805-5.1V与1N4148，即稳压二极管，电阻R1,R2，R3用于限流分压保护。