本發明涉及一種自動測量t12型烙鐵芯中熱電偶系數的裝置及其使用方法，屬于電子技術應用的測溫控制領域。

背景技術：

電烙鐵是一種基礎焊接工具，作為主要組成的烙鐵芯起著轉換能量、傳輸熱量的作用。t12型烙鐵芯是目前市場上常用的一種電烙鐵芯，是一種將加熱絲、測溫熱電偶集成在一起的烙鐵芯，在進行溫度控制時，需要根據其熱電偶的電壓和熱電偶系數計算溫度，進行加熱時間的調節。

因此，設計t12烙鐵芯的控制電路時，需要知道t12烙鐵芯中的熱電偶系數，才能準確的控制烙鐵溫度。目前廣泛采用的烙鐵芯測溫儀需要手工逐點測量、功能單一、測溫不精準，市場上沒有現成專用于t12烙鐵芯的熱電偶系數測量的裝置。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供了一種自動測量t12型烙鐵芯中熱電偶系數的裝置及其使用方法。t12型烙鐵芯內部將加熱芯和測溫熱電偶集成在一起，本發明中，通過將t12型烙鐵芯和k型標準熱電偶相接觸，使得兩種熱電偶溫度相同，通過微控制器控制高精度模數轉換模塊采集兩種熱電偶的電壓，對比k型標準熱電偶的電壓溫度系數表，得出t12型烙鐵芯的電壓值與溫度的對應關系，并將此系數表通過usb接口輸出到操作控制端。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種自動測量t12型烙鐵芯中熱電偶系數的裝置，其特征在于，該裝置包括控制模塊、溫度采集模塊、報警模塊、控溫模塊、儀器外殼以及用于固定t12型烙鐵芯的烙鐵芯支架；所述控制模塊包括輸入接口、微處理器及輸出接口，所述溫度采集模塊包括k型標準熱電偶和高精度模數轉換模塊；

所述k型標準熱電偶、烙鐵芯支架置于儀器外殼外側頂部，所述控制模塊、高精度模數轉換模塊、控溫模塊置于儀器外殼內部；

所述t12型烙鐵芯與k型標準熱電偶相接觸，且k型標準熱電偶和t12型烙鐵芯分別與高精度模數轉換模塊連接；所述高精度模數轉換模塊通過輸入接口與微處理器的輸入端連接，微處理器的輸出端通過輸出接口分別與報警模塊、控溫模塊連接；所述儀器外殼上還設有usb接口，該usb接口與微處理器的通信串口連接。

進一步地，所述儀器外殼的殼體頂部前半側設有凹陷，所述k型標準熱電偶置于該凹陷位置。

進一步地，所述儀器外殼頂部的中間位置設有支撐架，該支撐架由兩塊支撐板構成；所述烙鐵芯支架置于兩支撐板之間，烙鐵芯支架左、右兩側分別通過插銷與相應的支撐板相連，使烙鐵芯支架傾斜置于儀器外殼頂部，烙鐵芯支架的一端指向凹陷位置；所述t12型烙鐵芯固定于烙鐵芯支架的凹槽內，且t12型烙鐵芯的尖頭與k型標準熱電偶接觸。

進一步地，所述支撐架一側設有用于調節烙鐵芯支架角度的旋轉手柄。

進一步地，所述報警模塊包括報警指示燈，該報警指示燈置于usb接口的前方。

上述自動測量t12型烙鐵芯中熱電偶系數的裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）以k型標準熱電偶作為測溫元件，將其放置在儀器外殼頂部前半側的凹陷位置；將t12型烙鐵芯插入烙鐵芯支架的凹槽并固定，調節旋轉手柄，將烙鐵芯支架調整至合適角度時，t12烙鐵芯的尖頭與k型標準熱電偶充分接觸；

2）連接電源，通過控溫模塊給t12烙鐵芯加熱，t12烙鐵芯將熱傳導給k型標準熱電偶，通過高精度模數轉換模塊，把當前溫度下的k型標準熱電偶和t12烙鐵芯中熱電偶的電壓轉換成數字量進行比較計算；由于標準k型熱電偶的熱電偶系數已知，通過這一系數可以推出t12烙鐵芯熱電偶的溫度，然后得出t12烙鐵芯中熱電偶的溫度-電壓關系；微處理器控制控溫模塊對t12烙鐵芯持續加熱，得出t12型烙鐵芯中熱電偶在不同溫度下的電壓值，即微控制器就可以自動測量得到t12型烙鐵芯中熱電偶的系數表；

3）將t12型烙鐵芯中熱電偶的系數表通過usb接口輸出到操作控制端（即pc機），當t12烙鐵芯的溫度超過設定值，微處理器通過報警模塊進行報警，并通過控溫模塊降低t12烙鐵芯上的電流輸出，停止烙鐵芯溫度的繼續升高，達到保護t12烙鐵芯的目的。

本發明通過將t12型烙鐵芯與k型標準熱電偶充分接觸后，加熱t12型烙鐵芯，熱量傳導給k型標準熱電偶，利用微處理器控制電路測量出k型標準熱電偶的電壓，并根據其熱電偶系數得到烙鐵芯溫度，同時測量出待測t12型烙鐵芯中熱電偶電壓；并自動控制t12型烙鐵芯的通電電流，使t12型烙鐵芯加熱到不同溫度，重復測量不同溫度下t12型烙鐵芯中熱電偶電壓，最后得出t12型烙鐵芯中熱電偶的電壓值與溫度的系數表，最終將此系數表通過usb接口輸出到操作控制端。

本發明可以根據要求調節烙鐵芯溫度，控制溫度在一定范圍內，避免溫度過高損害烙鐵芯性能，克服了目前烙鐵芯測溫儀不能自動測量、數據不精準、操作不方便等問題。

本發明的優點和效果在于：

本發明利用微控制器控制控溫模塊對t12烙鐵芯進行自動加熱，并通過溫度采集模塊對t12烙鐵芯內熱電偶的電壓進行測量。微控制器自動反復進行這一過程，得出t12型烙鐵芯不同溫度下的電壓值，最后得到其熱電偶系數表。并可通過通訊接口將熱電偶系數表傳送到電腦（pc機）中保存。自動測量過程提高了測量效率，降低了測量誤差。

本發明裝置將t12型烙鐵芯插入烙鐵芯支架內并固定，通過烙鐵芯支架與內部電路相連，給t12型烙鐵芯加熱，通過旋轉手柄調節烙鐵芯支架的角度，便于t12型烙鐵芯更準確地將溫度傳導給k型標準熱電偶。

本發明操作簡單，可行性高，實用性強，具有良好的應用市場。本發明可以精確地測出t12型烙鐵芯中熱電偶的溫度；得到此烙鐵芯熱電偶的可用工作范圍，便于判斷適合某種工作要求。可根據要求調節烙鐵芯溫度，控制溫度在一定范圍內，避免溫度過高損害烙鐵芯性能。

本發明以k型熱電偶作為標準熱電偶對t12型烙鐵芯進行溫度測量，造型小巧，易于放置，操作簡單，因而在投入市場上后具有實用性強的優勢，從而能夠產生明顯的經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明電路連接示意圖；

圖2為本發明立體結構示意圖；

圖中：1控制模塊、2溫度采集模塊、3報警模塊、4控溫模塊、5儀器外殼、6t12型烙鐵芯、7烙鐵芯支架、11輸入接口、12微處理器、13輸出接口、21k型標準熱電偶、22高精度模數轉換模塊、31報警指示燈、51支撐板、52旋轉手柄、53usb接口、54凹陷位置。

具體實施方式

下面結合說明書附圖，對本發明的技術方案進一步詳細說明。

一種自動測量t12型烙鐵芯中熱電偶系數的裝置，該裝置包括控制模塊1、溫度采集模塊2、報警模塊3、控溫模塊4、儀器外殼5、用于固定t12型烙鐵芯6的烙鐵芯支架7。

控制模塊1包括輸入接口11、微處理器12及輸出接口13，溫度采集模塊2包括k型標準熱電偶21和高精度模數轉換模塊22。k型標準熱電偶21、t12型烙鐵芯22與高精度模數轉換模塊22連接，微處理器12的輸入端通過輸入接口11與高精度模數轉換模塊22連接，微處理器12的輸出端通過輸出接口13與報警模塊3、控溫模塊4連接。

報警模塊3包括報警指示燈31，t12型烙鐵芯22與烙鐵芯支架41連接；儀器外殼5包括支撐架、旋轉手柄52和usb接口53，外殼頂部前半部分有長方形凹陷54，該凹陷內部放有k型標準熱電偶。控制模塊1置于儀器外殼5內部，高精度模數轉換模塊22置于儀器外殼5內部。

烙鐵芯支架7置于儀器外殼5的外部，并且左右各通過一個小圓柱與支撐架相連（即支撐架由兩塊支撐板51構成，烙鐵芯支架7置于兩支撐板之間，烙鐵芯支架左、右兩側分別通過插銷與相應的支撐板相連，使烙鐵芯支架傾斜置于儀器外殼頂部，烙鐵芯支架的一端指向凹陷位置），通過支撐架實現烙鐵芯支架和儀器外殼內的電路連接，從而對烙鐵芯支架供電，給烙鐵芯加熱。旋轉手柄52置于右側的支撐架51外上方，usb接口53置于儀器外殼5的外部右側；報警指示燈31置于usb接口53的前方。

該裝置使用方法如下：

本發明以微控制器作為控制核心，以k型標準熱電偶作為測溫元件，標準熱電偶與t12型烙鐵芯充分接觸。把t12型烙鐵芯插入烙鐵芯支架凹槽并固定，調節旋轉手柄至合適角度時，t12烙鐵芯尖頭將與k型標準熱電偶接觸。

連接電源，通過控溫模塊給t12烙鐵芯加熱，將熱傳導給k型標準熱電偶，通過高精度模數轉換模塊，把k型標準熱電偶和t12烙鐵芯中熱電偶的電壓轉換成數字量進行比較計算。

由于標準k型熱電偶的熱電偶系數已知，通過這一系數可以推出t12烙鐵芯內熱電偶的溫度-電壓關系。控溫模塊控制對t12烙鐵芯連續加熱，微控制器就可以自動測量得到t12型烙鐵芯中熱電偶的系數表。

將t12型烙鐵芯中熱電偶的系數表通過usb接口輸出到操作控制端（微處理器有通信的串口，串口通過轉換芯片，轉成usb信號，可與pc機相連）。當熱電偶的溫度超過一定范圍（為設定值，如500℃），微處理器通過報警模塊進行報警，并降低t12烙鐵芯熱電偶上的電流輸出，停止烙鐵芯溫度的繼續升高，達到控制溫度的目的。

微處理器通過測出控溫模塊中可調電阻上的電壓，再測量出t12烙鐵芯上熱電偶電壓，得到烙鐵芯當前的溫度值，將其與設定的加熱溫度值二者比較；如果t12烙鐵芯溫度低，就改變可調電阻的電流進行加熱；如果t12烙鐵芯溫度高了，就斷電流不加熱。這個調節不是簡單的開關，而是pid（比例，積分，微分）調節的方法。

微處理器通過測出可調電阻上的電壓，得到要設定的加熱溫度值，再測量出t12烙鐵芯上熱電偶電壓，得到烙鐵芯當前的溫度值，二者比較，如果t12烙鐵芯溫度低，就改變電流加熱；如果t12烙鐵芯溫度高了，就斷電流不加熱。這個調節不是簡單的開關，而是pid（比例，積分，微分）調節的方法。微處理器是通過兩級開關電路和pid算法控制烙鐵芯上電流的通斷時間來控制加熱的溫度的；控溫模塊是控制電流通斷的模塊，通過電流通斷來控制加熱還是停止加熱。