CN203293498U - 一种注塑机及其多段温度信号测量电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注塑机及其多段温度信号测量电路，该多段温度信号测量电路包括：分别连接于相应热电偶的输出端，且分别用于对相应热电偶所采集的温度电势信号进行处理的多个处理模块；放大模块；用于在注塑机控制器的控制下将相应的处理模块所输出的温度电势信号输出至放大模块的切换模块；用于将经放大模块放大处理后的信号进行转换处理并输出至注塑机控制器的输出模块；及用于将所采集的环境温度信号转换成电压信号并输出至放大模块的参考端以进行冷端补偿的补偿模块。实施本实用新型的技术方案，可准确、可靠地对多段温度进行测量，而且，成本低，且PCB布板简单。

Description

一种注塑机及其多段温度信号测量电路

技术领域

本实用新型涉及温度测量领域，尤其涉及一种注塑机及其多段温度信号测量电路。

背景技术

在注塑机中，需要对料筒温度信号进行测量，常见的方法是在料筒臂上安装热电偶，测量电路对该热电偶所采集的温度电势信号进行处理后传送至控制器，该测量电路同时对测温的热电偶进行冷端补偿。然而，注塑机的料筒需要进行多段温度测量，如果每段温度测量都设置一个测量电路，一方面成本较高，另一方面PCB布板也比较困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本高、PCB布板困难的缺陷，提供一种成本低且PCB布板简单的多段温度信号测量电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种注塑机的多段温度信号测量电路，用于测量设置在注塑机料筒不同位置上的多个热电偶所采集的温度电势信号，并将测量结果传送至注塑机控制器，其特征在于，所述多段温度信号测量电路包括：

分别连接于相应热电偶的输出端，且分别用于对相应热电偶所采集的温度电势信号进行处理的多个处理模块；

放大模块；

连接于所述多个处理模块的输出端及所述放大模块的输入端，且用于在注塑机控制器的控制下将相应的处理模块所输出的温度电势信号输出至所述放大模块的切换模块；

连接于所述放大模块的输出端，且用于将经所述放大模块放大处理后的信号进行转换处理并输出至注塑机控制器的输出模块；及

连接于所述放大模块的参考端，且用于将所采集的环境温度信号转换成电压信号并输出至所述放大模块的参考端以进行冷端补偿的补偿模块。

在本实用新型所述的多段温度信号测量电路中，所述切换模块为模拟多路复用器或继电器。

在本实用新型所述的多段温度信号测量电路中，所述补偿模块包括：

用于采集环境温度的温度传感器，而且，所述温度传感器的输出端连接所述放大模块的参考端。

在本实用新型所述的多段温度信号测量电路中，所述补偿模块还包括：

连接在所述温度传感器的输出端和所述放大模块的参考端之间的电压跟随器，而且，所述电压跟随器的输入端连接所述温度传感器的输出端，所述电压跟随器的输出端连接所述放大模块的参考端。

在本实用新型所述的多段温度信号测量电路中，所述温度传感器包括型号为LM35的集成芯片。

在本实用新型所述的多段温度信号测量电路中，所述输出模块包括：

用于将所述放大模块输出的信号转换成频率信号并输出至注塑机控制器的压频转换器。

在本实用新型所述的多段温度信号测量电路中，所述输出模块包括：

连接于所述压频转换器，且用于对所述频率信号进行数字隔离的隔离单元。

在本实用新型所述的多段温度信号测量电路中，所述隔离单元为磁偶隔离芯片或光耦。

在本实用新型所述的多段温度信号测量电路中，所述输出模块为：

用于将所述放大模块输出的信号转换成数字信号并输出至注塑机控制器的模数转换器。

本实用新型还构造一种注塑机，包括注塑机控制器、设置在注塑机料筒不同位置上的多个热电偶，所述注塑机还包括以上所述的多段温度信号测量电路。

实施本实用新型的技术方案，在对注塑机料筒进行多段温度测量时，不需要每段都设置一单独的测量电路，而是通过切换模块对多个热电偶输出的温度电势信号进行分时切换，保证每个时刻，只有一路温度电势信号送入后级，因此，可准确、可靠地对多段温度进行测量，而且，成本低，且PCB布板简单。

另外，在进行冷端补偿时，由于在温度传感器后设置一电压跟随器，可保证补偿模块的大输入阻抗、小输出阻抗，从而提高冷端补偿的精度和抗干扰能力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型注塑机的多段温度信号测量电路实施例一的逻辑图；

图2是本实用新型注塑机的多段温度信号测量电路实施例二的逻辑图；

图3是本实用新型注塑机的多段温度信号测量电路实施例三的逻辑图；

图4是本实用新型注塑机的多段温度信号测量电路实施例四的电路图。

具体实施方式

针对现有技术中在对注塑机料筒进行多段温度测量时，成本高、PCB布板困难的缺陷，本发明构建一种新的注塑机，该注塑机包括注塑机控制器、设置在注塑机料筒不同位置上的多个热电偶及多段温度信号测量电路，该多段温度信号测量电路可测量多个热电偶所采集的温度电势信号，并将测量结果传送至注塑机控制器，该多段温度信号测量电路的结构将在下文中具体说明。

图1是本实用新型注塑机的多段温度信号测量电路实施例一的逻辑图，该多段温度信号测量电路包括：多个处理模块100、…、100′、切换模块200、放大模块300、输出模块400和补偿模块500。其中，多个处理模块100、…、100′分别连接于相应热电偶的输出端（图中未示出），而且，每个处理模块用于对相应热电偶所采集的温度电势信号进行处理。切换模块200具有多对输入端和一对输出端，且其每对输入端均连接相应处理模块的输出端，其输出端连接放大模块300的输入端，而且，该切换模块200在注塑机控制器（未示出）的控制下，将相应的处理模块所输出的温度电势信号输出至放大模块300，优选地，切换模块200可为模拟多路复用器或继电器，模拟多路复用器例如为型号为CD4052的多通道模拟开关。放大模块300对所输入的温度电势信号进行放大处理。输出模块400的输入端连接放大模块300的输出端，且用于将经放大模块300放大处理后的信号进行转换处理，并输出至注塑机控制器（未示出）。补偿模块500用于将所采集的环境温度信号转换成电压信号并输出至放大模块300的参考端，以进行冷端补偿。

图2是本实用新型注塑机的多段温度信号测量电路实施例二的逻辑图，该实施例相比图1所示的实施例，所不同的仅是，补偿模块500具体包括相连接的温度传感器510和电压跟随器520，该温度传感器510例如为型号为LM35的集成芯片，且用于采集环境温度，电压跟随器520的输入端连接温度传感器510的输出端，电压跟随器520的输出端连接放大模块300的参考端，该电压跟随器520可减少补偿模块的内阻，以保证补偿模块的大输入阻抗、小输出阻抗，进而保证冷端补偿的精度和抗干扰能力。当然，在其它实施例中，可省去电压跟随器520，即，温度传感器510的输出端直接连接至放大模块300的参考端。

图3是本实用新型注塑机的多段温度信号测量电路实施例三的逻辑图，该实施例相比图2所示的实施例，所不同的仅是，输出模块400可具体包括相连接的压频转换器410和隔离单元420，压频转换,410用于将放大模块300输出的信号转换成频率信号，隔离单元420用于对频率信号进行数字隔离后输出至注塑机控制器（未示出）。该隔离单元420例如为磁偶隔离芯片或光耦。当然，在另一些实施例中，输出模块400还可为模数转换器，该模数转换器用于将放大模块300输出的信号转换成数字信号，然后输出至注塑机控制器。

图4是本实用新型注塑机的多段温度信号测量电路实施例四的电路图，该多段温度信号测量电路包括多个处理模块、切换模块、放大模块、输出模块和补偿模块，下面具体说明每个模块：

在处理模块中，TEMP0-、TEMP0+为第一个热电偶的两个输出端、…、TEMPN-、TEMPN+为第N个热电偶的两个输出端，N为自然数。下面仅以与第一个热电偶对应的处理模块为例进行说明，在该处理模块中，二极管D1的正极与二极管D2的负极分别接第一个热电偶的负输出端TEMP0-，二极管D3的负极与二极管D4的正极分别接第一个热电偶的正输出端TEMP0+，二极管D1的负极、二极管D2的正极、二极管D3的正极、二极管D4的负极一并接地。共模电感L2的第一输入端、第二输入端分别接第一个热电偶的负、正输出端，电容C1连接在共模电感L2的第一输出端、第二输出端之间，电容C2连接在共模电感L2的第一输出端和地之间，电容C3连接在共模电感L2的第二输出端和地之间。应理解，与其它热电偶对应的处理模块的电路结构与其类似，在此不再赘述。

切换模块为模拟多路复用器U1，该模拟多路复用器U1的型号为CD4052，该模拟多路复用器U1的四个控制端分别接注塑机控制器的四个输出端口，该模拟多路复用器U1的其中一对输入端（与第一个热电偶对应的）分别通过电阻R2、R1接共模电感L2的第一输出端、第二输出端。本领域技术人员应能理解该模拟多路复用器U1的其它输入端与相应处理模块的连接关系，在此不再赘述。

在放大模块中，运算放大器U7的型号例如为AD620、AD8221等，该运算放大器U7的两个输入端分别接该模拟多路复用器U1的两个输出端，电容C87连接在运算放大器U7的两个输入端之间，电阻R38连接在运算放大器U7的两个调整端之间。

在输出模块中，压频转换器U8的型号例如为AD654，磁偶隔离芯片U38的型号例如为AD1201。压频转换器U8的输入端通过电阻R224接运算放大器U7的输出端，电阻R36和变阻器R37串联在压频转换器U8的电阻调整端和地之间，电容C92连接在压频转换器U8的两个电容调整端，压频转换器U8的输出端通过电阻R494连接磁偶隔离芯片U38的输入端，接磁偶隔离芯片U38的输出端接注塑机控制器的输入端（OUT-F）。

在补偿模块中，温度传感器U9的型号例如为LM35，而且，温度传感器U9的输出端连接电压跟随器U10的正输入端，电压跟随器U10的输出端分别连接其负输入端及运算放大器U7的参考端。

下面说明该多段温度信号测量电路的工作原理：例如，若需要测量第一个热电偶所采集的温度电势信号，注塑机控制器通过向模拟多路复用器U1的控制端输出控制信号，以使其输出端与第一对输入端连接，这样，该路热电偶所采集的温度电势信号（电压信号）依次经二极管D1、D2、D3、D4钳位、共模电感L2抑制、电容C1、C2、C3滤波和电阻R1、R2保护后，通过模拟多路复用器U1进入运算放大器U7，以进行放大处理。对于运算放大器U7，可通过调节电阻R38的阻值来调节放大倍数。放大处理后的信号然后进入压频转换器U8，压频转换器U8将输入的电压信号转换成相应的频率信号，对于压频转换器U8，可通过调节电阻R36、R37的阻值和电容C92的阻值来调节输入电压同输出频率的关系，最后频率信号进入磁偶隔离芯片U38进行隔离，最后进入到注塑机控制器。另外，温度传感器U9采集环境温度，并将其转换成电压信号，电压跟随器U10将所转换的电压信号输出至运算放弃U7的参考端，以保证冷端补偿的大输入阻抗、小输出阻抗，从而保证冷端补偿的精度和抗干扰能力。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种注塑机的多段温度信号测量电路，用于测量设置在注塑机料筒不同位置上的多个热电偶所采集的温度电势信号，并将测量结果传送至注塑机控制器，其特征在于，所述多段温度信号测量电路包括：

分别连接于相应热电偶的输出端，且分别用于对相应热电偶所采集的温度电势信号进行处理的多个处理模块；

放大模块；

连接于所述多个处理模块的输出端及所述放大模块的输入端，且用于在注塑机控制器的控制下将相应的处理模块所输出的温度电势信号输出至所述放大模块的切换模块；

连接于所述放大模块的输出端，且用于将经所述放大模块放大处理后的信号进行转换处理并输出至注塑机控制器的输出模块；及

连接于所述放大模块的参考端，且用于将所采集的环境温度信号转换成电压信号并输出至所述放大模块的参考端以进行冷端补偿的补偿模块。

2.根据权利要求1所述的多段温度信号测量电路，其特征在于，所述切换模块为模拟多路复用器或继电器。

3.根据权利要求1所述的多段温度信号测量电路，其特征在于，所述补偿模块包括：

用于采集环境温度的温度传感器，而且，所述温度传感器的输出端连接所述放大模块的参考端。

4.根据权利要求3所述的多段温度信号测量电路，其特征在于，所述补偿模块还包括：

连接在所述温度传感器的输出端和所述放大模块的参考端之间的电压跟随器，而且，所述电压跟随器的输入端连接所述温度传感器的输出端，所述电压跟随器的输出端连接所述放大模块的参考端。

5.根据权利要求3所述的多段温度信号测量电路，其特征在于，所述温度传感器包括型号为LM35的集成芯片。

6.根据权利要求1-4任一项所述的多段温度信号测量电路，其特征在于，所述输出模块包括：

用于将所述放大模块输出的信号转换成频率信号并输出至注塑机控制器的压频转换器。

7.根据权利要求6所述的多段温度信号测量电路，其特征在于，所述输出模块包括：

连接于所述压频转换器，且用于对所述频率信号进行数字隔离的隔离单元。

8.根据权利要求7所述的多段温度信号测量电路，其特征在于，所述隔离单元为磁偶隔离芯片或光耦。

9.根据权利要求1-4任一项所述的多段温度信号测量电路，其特征在于，所述输出模块为：

用于将所述放大模块输出的信号转换成数字信号并输出至注塑机控制器的模数转换器。

10.一种注塑机，包括注塑机控制器、设置在注塑机料筒不同位置上的多个热电偶，其特征在于，所述注塑机还包括权利要求1-9任一项所述的多段温度信号测量电路。

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