專利名稱：便攜式溫度測量記錄裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及溫度測量產(chǎn)品，具體地說是一種便攜式溫度測量記錄裝置。
目前，市場使用的溫度測量電子產(chǎn)品，多采用傳統(tǒng)的設計方案，需要使用溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后通過放大器放大模擬信號、通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再輸入主控器進行溫差修正等必不可少的工作。其結構復雜、使用電子元件較多，因而產(chǎn)品整體體積較大、功耗較高；受各部分電子元件使用環(huán)境、自身精度的限制，測量時易受電磁干擾、總體測量精度十分有限。衍生的溫度監(jiān)控電子裝置，在原有設計上增加了溫度超限報警和數(shù)據(jù)記錄的功能，但是由于多用于固定場合溫度監(jiān)測，且監(jiān)控周期無法調(diào)整，所以應用范圍較??；如果使用過程中供電電源突發(fā)故障，電子裝置更將立即癱瘓。
為解決以上溫度測量產(chǎn)品的功能不足，本實用新型的目的是提供一種結構簡單，體積小，功耗低，不受干擾，測溫精確，可設定啟動時間、停止方式、測量記錄時間間隔和報警溫度界限，并可提供電源電壓檢測和電源欠壓掉電記錄的智能型便攜式溫度測量記錄裝置。
本實用新型的技術方案如下所述包括主控制器、數(shù)據(jù)存儲器、接口電路、數(shù)字溫度傳感器、報警電路和脈沖供電電路，帶有時鐘振蕩電路的主控制器與數(shù)據(jù)存儲器相連，其輸出輸入信號分別接自接口電路、數(shù)字傳感器、報警電路和脈沖供電電路，所述脈沖供電電路的輸入端與數(shù)據(jù)存儲器連接，輸出端至主控制器，具體為
所述主控制器通過輸入輸出口分別與數(shù)據(jù)存儲器的時鐘腳SCL、輸入腳SI、輸出腳SO、片選腳CS連接，提供數(shù)據(jù)記錄存儲的功能，所述數(shù)據(jù)存儲器提供初始上電復位和數(shù)據(jù)記錄存儲的功能；主控制器通過輸入輸出口XTAL1、XTAL2與時鐘振蕩電路中的振蕩器及第二、三電容并聯(lián)，所述時鐘電路為主控制器提供震蕩脈沖，保證主控制器按照特定頻率工作；所述接口電路由RS232轉(zhuǎn)換器、接口元件、第四～九電容組成，其中第一RS232轉(zhuǎn)換器的接收輸出口ROUT、發(fā)送輸入口TIN分別與主控制器的接收發(fā)送口RX、TX連接，其接收輸入口RIN、發(fā)送輸出口TOUT分別與接口電路的接口元件的第四、第二腳連接；第二RS232轉(zhuǎn)換器的接收輸出口ROUT與主控制器的輸入輸出口連接，其接收輸入口RIN與接口電路的接口元件的第一腳連接；第一、二RS232轉(zhuǎn)換器的關斷腳SD至主控制器的輸入輸出口，并經(jīng)第八電阻與電源串聯(lián)，提供關斷RS232轉(zhuǎn)換器降低功耗的功能；第四電容兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器的接地腳GND、負壓腳V-連接，第五電容兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器的接地腳GND、電源腳VCC連接，第六電容兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器的電容正、負極腳C1+、C1-連接，第七～九電容分別跨接在第二RS232轉(zhuǎn)換器的接地腳GND與負壓腳V-、接地腳GND與電源腳VCC、電容正極腳C1+、電容負極腳C1-之間，接口元件的3腳接地，所述接口電路用以完成TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換，保證主控制器與計算機進行信息傳送；所述數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)腳2經(jīng)第六電阻與主控制器的輸入輸出口串聯(lián)，其電源腳1與電源串聯(lián)，接地腳3經(jīng)第五電阻與主控制器的輸入輸出口串聯(lián)，用以直接將溫度轉(zhuǎn)換成TTL電平數(shù)字信號，供主控制器處理使用；所述報警電路由第七電阻和報警器件組成，其中第七電阻一端接電源，另一端串聯(lián)報警器件后至數(shù)字傳感器的接地腳3，如果環(huán)境溫度超出報警界限，該電路將提供發(fā)光、發(fā)聲報警功能；所述脈沖供電電路由第一～四電阻、第一電容、第一功率管組成，其中第一電阻串聯(lián)在數(shù)據(jù)存儲器復位腳RST與電源之間，第一功率管發(fā)射極經(jīng)第三電阻與電源串聯(lián)，其基極經(jīng)第二電阻與電源串聯(lián)，且經(jīng)第一電容與數(shù)據(jù)存儲器復位腳RST串聯(lián)，其集電極并聯(lián)第四電阻，且與主控制器復位腳RST相聯(lián)，該電路與數(shù)據(jù)存儲器結合，具有脈沖供電降低功耗、電源電壓檢測等功能，該電路與數(shù)據(jù)存儲器結合，提供間隔脈沖供電降低整體功耗，并且利用其低電壓復位功能來檢測電源電壓，防止正常使用過程中電源電壓的欠壓斷電；所述脈沖供電電源采用電池供電方式；所述數(shù)字傳感器為數(shù)字溫度傳感器；所述報警電路中報警器件為發(fā)光管或蜂鳴器等。
本實用新型具有如下優(yōu)點1．結構簡單，設計合理。本實用新型屏棄傳統(tǒng)設計方案中的放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等必不可少的部分，擺脫了放大電路易受電磁干擾、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換精度受限的不足，采用新型高精度數(shù)字傳感器直接輸出數(shù)字信號，因而不受干擾，降低功耗，體積小巧，測溫精確。
2．具有電源自檢，預防斷電功能。正常待機狀態(tài)，本實用新型的發(fā)光管按照一定頻率閃爍，當脈沖供電電路的電源電壓低于一定數(shù)值時，發(fā)光管不發(fā)光閃爍，指示電源欠壓，此功能防止使用過程中突發(fā)的電源欠壓斷電。
3．功耗低微，成本低廉。本實用新型采用先進的脈沖供電電路，將正常工作狀態(tài)下的平均功耗降至幾十微安，所以可以采用廉價的電池供電方式。
4．按需設定，使用靈活。本實用新型可設定啟動時間、停止方式、測量記錄時間間隔和報警溫度界限于數(shù)據(jù)存儲器里，并可提供電源欠壓掉電時間記錄，這樣就可以根據(jù)實際需要設定本實用新型的工作狀態(tài)，更精確有效地測量記錄溫度數(shù)據(jù)。
5．應用廣泛。本實用新型將溫度測量、數(shù)據(jù)記錄、溫度超限聲光報警、電源電壓檢測和脈沖供電電路有機結合，集成面積小于10平方厘米，電池供電，這樣不但適于固定寬敞環(huán)境、還適于窄小移動環(huán)境的溫度測量記錄，因而可以廣泛應用在科研、畜牧、工農(nóng)業(yè)、教學、衛(wèi)生、制冷等領域。如果根據(jù)需要將數(shù)字溫度傳感器換成其它類型的濕度、壓力、力矩、加速度等傳感器，或者采用其它的報警方式如聲音報警、震動報警等，使用范圍將更加廣泛。


圖1為本實用新型電路原理圖。
以下結合附圖對本實用新型的結構及工作原理作進一步詳細說明。
如圖1所示，包括主控制器U1、數(shù)據(jù)存儲器U2、接口電路、數(shù)字溫度傳感器P2、報警電路和脈沖供電電路，帶有時鐘振蕩電路的主控制器U1與數(shù)據(jù)存儲器U2相連，其輸出輸入信號分別接自接口電路、數(shù)字傳感器P2、報警電路和脈沖供電電路，所述脈沖供電電路的輸入端與數(shù)據(jù)存儲器U2連接，輸出端至主控制器U1，具體為所述主控制器U1通過輸入輸出口INT0、INT1、P3．4、P3．5分別與數(shù)據(jù)存儲器U2的時鐘腳SCL、輸入腳SI、輸出腳SO、片選腳CS連接；主控制器U1通過輸入輸出口XTAL1、XTAL2與時鐘振蕩電路中的振蕩器X1及第二、三電容C2、C3并聯(lián)；所述接口電路由RS232轉(zhuǎn)換器U3、U4、接口元件U5、第四～九電容C4～C9組成，其中第一RS232轉(zhuǎn)換器U3的接收輸出口ROUT、發(fā)送輸入口TIN分別與主控制器U1的接收發(fā)送口RX、TX連接，其接收輸入口RIN、發(fā)送輸出口TOUT分別與接口電路的接口元件U5的第四、第二腳連接；第二RS232轉(zhuǎn)換器U4的接收輸出口ROUT與主控制器U1的輸入輸出口P1．5連接，其接收輸入口RIN與接口電路的接口元件U5的第一腳連接；第一、二RS232轉(zhuǎn)換器U3、U4的關斷腳SD至主控制器U1的輸入輸出口P1．4，并經(jīng)第八電阻R8與電源串聯(lián)；第四電容C4兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器U3的接地腳GND、負壓腳V-連接，第五電容C5兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器U3的接地腳GND、電源腳VCC連接，第六電容C6兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器U3的電容正、負極腳C1+、C1-連接，第七～九電容C7～C9分別跨接在第二RS232轉(zhuǎn)換器U4的接地腳GND與負壓腳V-、接地腳GND與電源腳VCC、電容正極腳C1+、電容負極腳C1-之間，接口元件U5的3腳接地；所述數(shù)字傳感器P2的數(shù)據(jù)腳2經(jīng)第六電阻R6與主控制器U1的輸入輸出口P1．7串聯(lián)，其電源腳1與電源串聯(lián)，接地腳3經(jīng)第五電阻R5與主控制器U1的輸入輸出口P1．6串聯(lián)；所述報警電路由第七電阻R7和作為報警器件L1的發(fā)光管組成，其中第七電阻R7一端接電源，另一端串聯(lián)發(fā)光管后至數(shù)字傳感器P2的接地腳3；所述脈沖供電電路由第一～四電阻R1～R4、第一電容C1、第一功率管P1組成，其中第一電阻R1串聯(lián)在數(shù)據(jù)存儲器U2復位腳RST與電源之間，第一功率管P1發(fā)射極經(jīng)第三電阻R3與電源串聯(lián)，其基極經(jīng)第二電阻R2與電源串聯(lián)，且經(jīng)第一電容C1與數(shù)據(jù)存儲器U2復位腳RST串聯(lián)，其集電極并聯(lián)第四電阻R4，且與主控制器U1復位腳RST相聯(lián)；所述脈沖供電電源采用電池供電方式；所述數(shù)字傳感器P2為數(shù)字溫度傳感器。
所述主控制器U1采用AT89C2051；數(shù)據(jù)存儲器U2采用X25645；RS232轉(zhuǎn)換器U3、U4采用ADM101E；數(shù)字傳感器P2采用DS1820數(shù)字溫度傳感器。
本實用新型工作原理如下當根據(jù)實際需要，把啟動時間、停止方式、測量記錄時間間隔和報警溫度界限等工作狀態(tài)參數(shù)預先設定并存儲于數(shù)據(jù)存儲器U2里，即可將本實用新型置于使用環(huán)境中。本實用新型將保持待機狀態(tài)并通過時鐘振蕩電路、脈沖供電電路自動計時，直至啟動時間才開始正常的測量記錄工作，測量記錄的實際時間間隔由初始參數(shù)設定。如果使用過程中環(huán)境溫度高于報警溫度上限或低于報警溫度下限，本實用新型的發(fā)光管L1將常亮報警。測量記錄的溫度數(shù)據(jù)達到指定數(shù)量、或達到數(shù)據(jù)存儲器容量時，本實用新型將自動從工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換回待機狀態(tài)；也可以連續(xù)工作，循環(huán)覆蓋記錄直至讀取本實用新型中數(shù)據(jù)存儲器U2的數(shù)據(jù)。在測量記錄時，若電源突然斷電，本實用新型會通過主控制器U1記錄下斷電時段，這樣就可以清楚知道無效數(shù)據(jù)段。
所述主控制器U1亦可采用LG97C2051；所述數(shù)據(jù)存儲器U2亦可采用X25165或X25045；所述數(shù)字溫度傳感器采用DS1620、DS1624、AD7414、AD7415、AD7416等；所述數(shù)字傳感器P2亦可采用數(shù)字濕度傳感器、數(shù)字壓力傳感器、數(shù)字力矩傳感器、數(shù)字加速度傳感器等；其中數(shù)字溫度傳感器采用DS1820、DS1620、DS7414、AD7415或AD7416等；所述報警電路中報警器件L1亦采用蜂鳴器，即聲音、振動等其它報警方式也屬本實用新型技術思想所及。
權利要求1．一種便攜式溫度測量記錄裝置，包括主控制器(U1)、數(shù)據(jù)存儲器(U2)、接口電路、數(shù)字溫度傳感器(P2)、報警電路和脈沖供電電路，其特征在于帶有時鐘振蕩電路的主控制器(U1)與數(shù)據(jù)存儲器(U2)相連，其輸出輸入信號分別接自接口電路、數(shù)字傳感器(P2)、報警電路和脈沖供電電路，所述脈沖供電電路的輸入端與數(shù)據(jù)存儲器(U2)連接，輸出端至主控制器(U1)，具體為所述主控制器(U1)通過輸入輸出口分別與數(shù)據(jù)存儲器(U2)的時鐘腳SCL、輸入腳SI、輸出腳SO、片選腳CS連接，所述數(shù)據(jù)存儲器(U2)提供初始上電復位和數(shù)據(jù)記錄存儲的功能；主控制器(U1)通過輸入輸出口XTAL1、XTAL2與時鐘振蕩電路中的振蕩器(X1)及第二、三電容(C2、C3)并聯(lián)，所述時鐘電路為主控制器(U1)提供震蕩脈沖；所述接口電路由RS232轉(zhuǎn)換器(U3、U4)、接口元件(U5)、第四～九電容(C4～C9)組成，其中第一RS232轉(zhuǎn)換器(U3)的接收輸出口ROUT、發(fā)送輸入口TIN分別與主控制器(U1)的接收發(fā)送口RX、TX連接，其接收輸入口RIN、發(fā)送輸出口TOUT分別與接口電路的接口元件(U5)的第四、第二腳連接；第二RS232轉(zhuǎn)換器(U4)的接收輸出口ROUT與主控制器(U1)的輸入輸出口連接，其接收輸入口RIN與接口電路的接口元件(U5)的第一腳連接；第一、二RS232轉(zhuǎn)換器(U3、U4)的關斷腳SD至主控制器(U1)的輸入輸出口，并經(jīng)第八電阻(R8)與電源串聯(lián)；第四電容(C4)兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器(U3)的接地腳GND、負壓腳V-連接，第五電容(C5)兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器(U3)的接地腳GND、電源腳VCC連接，第六電容(C6)兩端與第一RS232轉(zhuǎn)換器(U3)的電容正、負極腳C1+、C1-連接，第七～九電容(C7～C9)分別跨接在第二RS232轉(zhuǎn)換器(U4)的接地腳GND與負壓腳V-、接地腳GND與電源腳VCC、電容正極腳C1+、電容負極腳C1-之間，接口元件(U5)的3腳接地，所述接口電路用以完成TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換，保證主控制器(U1)與計算機進行信息傳送；所述數(shù)字傳感器(P2)的數(shù)據(jù)腳2經(jīng)第六電阻(R6)與主控制器(U1)的輸入輸出口串聯(lián)，其電源腳1與電源串聯(lián)，接地腳3經(jīng)第五電阻(R5)與主控制器(U1)的輸入輸出口串聯(lián)，用以直接將溫度轉(zhuǎn)換成TTL電平數(shù)字信號，供主控制器(U1)處理使用；所述報警電路由第七電阻(R7)和報警器件(L1)組成，其中第七電阻(R7)一端接電源，另一端串聯(lián)報警器件(L1)后至數(shù)字傳感器(P2)的接地腳3，在環(huán)境溫度超出報警界限情況下，提供報警功能；所述脈沖供電電路由第一～四電阻(R1～R4)、第一電容(C1)、第一功率管(P1)組成，其中第一電阻(R1)串聯(lián)在數(shù)據(jù)存儲器(U2)復位腳RST與電源之間，第一功率管(P1)發(fā)射極經(jīng)第三電阻(R3)與電源串聯(lián)，其基極經(jīng)第二電阻(R2)與電源串聯(lián)，且經(jīng)第一電容(C1)與數(shù)據(jù)存儲器(U2)復位腳RST串聯(lián)，其集電極并聯(lián)第四電阻(R4)，且與主控制器(U1)復位腳RST相聯(lián)，該電路與數(shù)據(jù)存儲器(U2)結合，提供間隔脈沖供電降低整體功耗，并且利用其低電壓復位功能來檢測電源電壓，防止正常使用過程中電源電壓的欠壓斷電。
2．按權利要求1所述的便攜式溫度測量記錄裝置，其特征在于所述脈沖供電電源采用電池供電方式。
3．按權利要求1所述的便攜式溫度測量記錄裝置，其特征在于所述數(shù)字傳感器(P2)為數(shù)字溫度傳感器。
4．按權利要求1所述的便攜式溫度測量記錄裝置，其特征在于所述報警電路中報警器件(L1)為發(fā)光管或蜂鳴器。
5．按權利要求1所述的便攜式溫度測量記錄裝置，其特征在于所述主控制器(U1)采用AT89C2051或LG97C2051；數(shù)據(jù)存儲器(U2)采用X25645、X25165或X25045；第一、第二RS232轉(zhuǎn)換器(U3、U4)采用ADM101E。
專利摘要本實用新型涉及一種便攜式溫度測量記錄裝置。包括主控制器、數(shù)據(jù)存儲器、接口電路、數(shù)字溫度傳感器、報警電路和脈沖供電電路,帶有時鐘振蕩電路的主控制器與數(shù)據(jù)存儲器相連,其輸出輸入信號分別接自接口電路、數(shù)字傳感器、報警電路和脈沖供電電路,所述脈沖供電電路的輸入端與數(shù)據(jù)存儲器連接,輸出端至主控制器。它結構簡單、體積小、功耗低、測溫精確,使用靈活,不受干擾,廣泛應用于科研、畜牧、工農(nóng)業(yè)、教學、衛(wèi)生、制冷等領域。
文檔編號G01K7/00GK2429821SQ0021267
公開日2001年5月9日 申請日期2000年7月19日 優(yōu)先權日2000年7月19日
發(fā)明者曹智荀 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所