冻土温度测量记录仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种冻土温度测量记录仪，由电源开关、电源处理模块、单片机模块、液晶显示模块、按键功能模块、温度测量模块、时钟模块、SD卡模块、工作状态指示模块、通讯模块、电路主板和外壳组成。所有模块均布置在一个200mm×100mm×1.5mm的电路主板上。本测量记录仪可同时测量并记录1—64个点的温度，测温准确，工作温度范围-40—85℃，温度分辨率达到0.02℃，测量精度达到0.05℃，非联机状态下休眠电流小于20uA,工作温度范围为-40—85℃。同时具有体积小、重量轻、功耗小、集成度高、耐低温、成本低、工作可靠、运行速度快、负载特性好及可在线实时显示等特点，特别适用在冻土地区进行长期的温度测量记录。
【专利说明】冻土温度测量记录仪【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种温度测量仪器，具体说涉及一种冻土温度测量记录仪。
【背景技术】
[0002]在冻土学研究中，温度测量是最常被测量的物理量之一，对温度的测量方法和相关的测量设备和仪器很多，热敏电阻测温是其中最常用的一种高精度接触式测温方法。其测温原理是利用热敏电阻(R)在一定的温度范围内，其电阻系数与温度成精确、灵敏、稳定线性关系的特性进行测量。一方面，被监测的场点分布广泛，每个场点监测的测温点多，所以就需要配置大量的测温仪器，目前采用的自动测温仪器绝大多数为进口设备，价格昂贵，因此许多测温场点都是靠人工I次/月或者I次/年去测量，不但费时费力开销大，而且获取不了连续准确的数据。另一方面，对测温来讲，进口测温仪器的许多功能都被闲置，造成很大的浪费。所以在测温过程中，节约资源和高额成本是不得不考虑的问题。
【发明内容】
[0003]鉴于上述，本实用新型的目的旨在提供一种冻土温度测量记录仪，用于对冻土温度测量记录。
[0004]本实用新型的目的是这样完成的:
[0005]一种冻土温度测量记录仪，呈盒体。盒体内包括一片主控单片机SH78F166A，八片子单片机SC91F712，一个QC12846B汉字图形点阵液晶显示模块，一个SD卡读写存储模块，一个PCF8563时钟模块，一片L7805三端正电源稳压集成芯片，一片REGl 117-3.3可调低压差正电源稳压集成芯片，所有模块均布置在一个200mmX IOOmmX 1.5mm的电路主板上。利用REG1117-3.3给SD存储卡模块电路提供3.3V电压。主控单片机SH78F166A先给子单片机SC91F712发送一个脉冲信号，子单片机SC91F712收到脉冲信号后启动，子单片机SC91F712采用交替输入的扫描方式，对被测热敏电阻由分压所得的电压信号进行采集，实现A/D转换，得出数据，子单片机SC91F712再把转换数据用过串行方式发送给主控单片机SH78F166A，主控单片机SH78F166A在内部经过处理后，通过外接液晶显示模块对数据进行显示，通过外接SD卡读写存储模块对数据进行存储，通过外接通讯接口模块可将数据发送到电脑上。另外，主控单片机SH78F166A通过外接时钟模块读取时间并存储到SD卡内。
[0006]本实用新型的优点和产生的有益效果是:
[0007]本测量记录仪可同时测量并记录I一64个点的温度，测温准确，工作温度范围-40— 85°C，温度分辨率达到0.02°C，测量精度达到0.05°C，非联机状态下休眠电流小于20uA,工作温度范围为-40—85°C。同时具有体积小、重量轻、功耗小、集成度高、耐低温、成本低、工作可靠、运行速度快、负载特性好及可在线实时显示等特点，特别适用在冻土地区进行长期的温度测量记录。
[0008]本实用新型的技术参数为:
[0009]1、测量温度点范围:1一 64个；[0010]2、温度分辨率:≤0.02°C ;
[0011]3、测量精度:≤0.05°C ;
[0012]4、非联机状态下休眠电流:< 20uA ；
[0013]5、工作电压:10—14VDC ;
[0014]6、工作温度范围:-40—85°C。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本测量记录仪的结构示意图。
[0016]图2为本测量记录仪的电源处理模块电路图。
[0017]图3为本测量记录仪的主控单片机SH78F166A电路图。
[0018]图4为本测量记录仪的子单片机SC91F712电路图。
[0019]图5为本测量记录仪的液晶显示模块电路图。
[0020]图6为本测量记录仪的时钟模块电路图。
[0021]图7为本测量记录仪的SD卡存储模块及3.3V电源处理电路图。
[0022]图8为本测量记录仪的按键功能模块电路图。
[0023]图9为本测量记录仪的工作流程图。
[0024]
【具体实施方式】
[0025]本实施例以64个热敏电阻为例，其中所用的热敏电阻由常州市保罗电子有限公司生产，型号为0568，其中I一64测量端口分别接对应I一64#热敏电阻，公共线对应连接。
[0026]下面结合附图对本实用新型的技术方案再作进一步的说明:
[0027]如图1-9所示，一种冻土温度测量记录仪，该测量仪(或电路)包括一片主控单片机SH78F166A，作为主控制芯片，八片子单片机SC91F712，用于实现A/D转换，一个QC12846B汉字图形点阵液晶显示模块，用于显示测量数据，一个SD卡读写存储模块，用于存储测量获取的数据，一个PCF8563时钟模块，用于给主控芯片SH79F166A提供时间，一片L7805三端正电源稳压集成芯片。利用L7805给电路提供5V电压，一片REGl 117-3.3可调低压差正电源稳压集成芯片，利用REGl117-3.3给SD存储卡模块电路提供3.3V电压。所有模块均布置在一个200mmX IOOmmX 1.5mm的电路主板上
[0028]按实际冻土测温所需热敏电阻个数要求，分别把热敏电阻的引线紧密连接到本测量记录仪的接线端口。
[0029]当主控单片机SH78F166A给八个子单片机SC91F712发送一个脉冲信号时，子单片机SC91F712收到脉冲信号后启动，子单片机SC91F712采用交替输入的扫描方式，对被测热敏电阻由分压所得的电压信号进行采集，实现A/D转换得出数据，子单片机SC91F712再把转换数据用过串行方式发送给主控单片机SH78F166A，主控单片机SH78F166A在内部经过处理后，通过外接液晶显示模块对获取的数据进行显示，通过外接SD卡存储模块对获取数据进行存储，通过外接通讯接口模块可将数据发送到电脑上。另外，主控单片机SH78F166A通过外接时钟模块读取时间并存储到SD卡内。系统扫描测量64个热敏电阻，获取的数据被存储后，这时主控单片机SH78F166A将给子单片机SC91F712 —个相应的脉冲信号后停止。本次测量完成后，等待下一次测量信号到来。
[0030]本实施例在温度为-20°C的环境下，采用本测量记录仪测量64个热敏电阻的结果，温度分辨率达到0.02°C，精度达到0.05°C，非联机状态下休眠电流小于20uA。
【权利要求】
1.一种冻土温度测量记录仪，呈盒体，盒体内包括一片主控单片机SH78F166A，八片子单片机SC91F712，一个QC12846B汉字图形点阵液晶显示模块，一个SD卡读写存储模块，一个PCF8563时钟模块，一片L7805三端正电源稳压集成芯片，一片REGl117-3.3可调低压差正电源稳压集成芯片，所有模块均布置在一个200mmX IOOmmX 1.5mm的电路主板上，其特征是:主控单片机SH78F166A先给子单片机SC91F712发送一个脉冲信号，子单片机SC91F712收到脉冲信号后启动，子单片机SC91F712采用交替输入的扫描方式，对被测热敏电阻由分压所得的电压信号进行采集，实现A/D转换得出数据，子单片机SC91F712再把转换数据用过串行方式发送给主控单片机SH78F166A，主控单片机SH78F166A在内部经过处理后，通过外接液晶显示模块对数据进行显示，通过外接SD卡存储模块对数据进行存储，通过外接通讯接口模块可将数据发送到电脑上，另外，主控单片机SH78F166A通过外接时钟模块读取时间并存储到SD卡内。
【文档编号】G01K7/22GK203432709SQ201320346849
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年6月18日 优先权日:2013年6月18日
【发明者】乔永平, 赵林, 杜二计, 史健宗, 尚小宁, 刘光岳, 丁光熙 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所