专利名称：冷库温湿度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温湿度测量装置。
温度和湿度对冷库存放物质要有严格的要求，因为温湿度的变化对于冷库存放的物质有直接的影响，超出规定范围都将引起存放物质性能的改变，目前冷库的温湿度测量都是采用定点仪器检测的方法，由人工监测、某一点的温湿度由温度计和湿度计直接读出，其优点是使用灵活、设备简单、对于一般低标准要求都可以满足，其不足之处是多点测量难以实现，对于测量点数多，要求精度高，则必须以微机控制，建立多个测试点，以循回检则方法来实现。
为解决冷库的温湿度测量，本实用新型的目的提供一种温湿度测量仪，利用温湿度传感器，放到被检测地方，以微机控制实现多路转换，存贮或数据处理，有效的解决了冷库的温湿度测量。
本实用新型的结构设计是这样实现的温湿度测量仪外面为壳体，前面为面板，内装有电路控制板，其电路由两部分组成，一是温度检测电路，一是湿度检测电路，同时输入给中央控制器CPU，中央控制器同时与Z80PART、存贮器和Z80CTC连接。温度检测电路由温度采样电路，放大采样保持电路及接口电路组成，一路为80路输入，温度传感器采用AD590JH，功能是在－55℃～＋150℃范围内按1μA／K的恒定输出一个与温度成正比的电流，通过对电流的测量，就可得到所需的温度值；湿度检测电路由滤波抗干扰电路，多路开关电路，放大采样保持电路，接口电路组成，另一路为64路输入，湿度传感器采用RSC－1型，是高分子薄膜式湿敏电容为敏感元件，配有湿度和电压转换电路。下面就详细电路加以说明一、温度检测电路1、AD590采样电路(如图5所示)V1为CD4028是CMOS的BCD码／＋进制译码器，V2为CD4051是CMOS八选一模拟开关，电路把CMOS逻辑电平控制和多路开关控制相结合，最大限度地组合利用器件通道，可以把八位二进制码完成最多达80路AD590测温电路的通断控制，从U2(CD4051)3脚输出接R1做取样电阻，每升高10K时增加10mV电压信号送至放大采样保持电路。
2、AD590放大采样保持电路放大采样保持如图4所示，由三个CMOS芯片CA3140组成，U3、U4为同相跟随器，U5为放大器，调正RW3做基准电压，温度信号转换电压信号，Vt与基准电压差放形式进入放大器U5，调正RW1使放大器输出为0V，在V4的3脚输入一个电压使V5输出为5V，这个电压值为满刻度值，调正RW2完成。U5的输出送至采样保持器U6(LF398)，它将保证A／D转换期间信号保持不变，该采样保持器5脚输出送至ADC0804A／D转换器(如图3所示)。
3、接口电路测温仪信号经运算放大器，采样保持送A／D转换器。它是由ADC0804组成，它是单电源(＋5V)的8位分辨率的模数转换芯片，输入电压范围为0～5V，完成一次转换时间需100μs，它的时钟脉冲可由CPU提供或由芯片自动产生。A／D输出送至数据缓冲／锁存器和EOC锁存器(如图3)。
EOC锁存器，用来锁存A／D转换器转换结束标志，供查询用。该锁存器是由74HC112和74HC244组成，它的输出连到数据线D0位上。
数据缓冲锁存器，它是STD数据总线D0～D7相连接，将STD总线送来的通道号送至BCD／＋进制译码器和八选一模拟开关选取AD590某一路(IC00～IC79)；将A／D转换器转换后的数据和状态传送到STD总线上。缓冲器由八三态同相缓冲器74HC244组成，而锁存器由八D触发器74HC273组成。
模板译码器由IOEXP输入输出扩展信号和A1～A7地址总线与模板予设的跨接线Ws的状态相符时，本板被选中，模板译码器输出接口译码器，模板译码器由74HC688和跨接线W1所组成。
口译码器，由Ao地址线，RD读、WD写信号和模板译码输出信号，输入输出请求信号IORQ译码，其输出去控制A／D转换器，转换结束锁存器和数据缓冲／锁存器。口译码器是由74HC244、四一二输入正与非门74HC00、四一二输入正或门74HC32所组成。
二、测湿电路由湿度传感器SRC－1数个和与之相对应的各路滤波抗干扰电路、多路开关、采样放大器、采样保持器、A／D转换器等接口电路。
如图8所示，基本原理如同测温电路，主要不同点是采用8片8路C4051多路开关，扩大了使用路数。U9、U10是CA3140跟随器，U13是CA3140为放大器放大倍数为50倍，进入采样保持器，当输入为“0”信号时，调正RW3使U12(LF398)输出为Ov，相反，U10的3脚输入100mV时，调正RW1使LF398输出为5V，保证湿度从0～100％变化时，输送给A／D模拟量为0－5V，对于多路开关选取和通道选择取决于U11(74HC138)和74HC273。
中央控制器CPU与CPU连接有存贮器，I／O DART计数定时CTC。
CPU采用CMOSZ80，工作频率为f＝4.000MHZ，具有抗干扰、低功耗优点。
存贮器贮存容量由四块28脚IC插座组成，U7为27C64、U8～U10由62C64组成，起始地址分别为00OOH、20OOH、40OOH、60OOH，存贮器存放使用程序串行输入输出控制器DART是一个可编程的双通道的通用／异步通讯接收器／发送器电路、功能强，完成并行到串行转换的输出，或完成串行到并行转换后输入，实现CPU与外设之间的串行通讯。
计数器／定时器Z80－CTC是一种具有四个独立通道的可编程序器件。
本实用新型之优点采用微机控制检测点多、功能全，对于冷库大面积多点检测量精度高，测试快、实现了冷库的温湿度自动测量。
本实用新型的详细结构由以下实施例及附图给出。
图1为冷库温湿度测量仪外型结构图；图2为冷库温湿度测量仪结构方块图；图3为冷库温湿度测量仪测温部分方框图；图4为冷库温湿度测量仪采样放大保持电路原理图；图5为冷库温湿度测量仪温度采样电路电原理图；图6为冷库温湿度测量仪测湿电路电原理图；图7为冷库温湿度测量仪测湿电路电原理图。
测量仪外壳结构由图1知，(1)为壳体、(2)为面板，面板(2)上(3)为冷库库号，(4)为温度显示，(5)为湿度显示，下面按键(6)为连微机，(7)为自动／手动(8)清“0”，(9)库号、(10)电源开关。测量仪电路结构由图2、3所示，测湿电路电温度采样电路，放大采样保持，接口电路，与主机联接，前面80路AD590传感器探头，因输出阻抗大，可以长距离使用，便于遥测和集中监测，要求供电范围为5V～30V；测湿电路由滤波抗干扰电路，多路开关电路，放大采样电路和接口电路组成，两接口电路分别与微机CPU相接，该测量仪总线采用STD总线，可以随便与STD工业控制机模板配置，配有显示器、键盘、打印机、RS－232，为了使机器工作正常、传感器、电缆加有专门的防潮绝缘措施，整个测试仪工作稳定可靠。
权利要求1.一种冷库温湿度测量仪，其特征在于测量仪外面为壳体(1)，前面为面板(2)，内装有电路控制板，其电路由两部分组成，温度检测电路，由温度采样电路，放大采样保持电路及接口电路组成，一路为80路输入，湿度检测电路滤波抗干扰电路，多路开关电路，放大采样电路及接口电路组成，另一路为60路输入，两接口电路直接与中央控制器CPU相接，中央控制器CPU同时与Z80DART，存贮器和Z80CTC相接。
2.按权利要求1所述之测量仪，其特征在于温度检测电路前80路输入，温度传感器，采用AD590JH采样电路，湿度检测电路前为64路输入，采用RSC－1型传感器。
3.按权利要求1所述之测量仪，其特征是采样电路为AD590、V1为CD4028是CMOS的BCD码／＋进制译码器，V2为CD4051是CMOS八选一模拟开关，电路把CMOS逻辑电平控制和多路开关控制相结合，最大限度地组合利用器件通道，与以把八位二进制码完成最多达80路AD590测温电路的通断控制，从U2(CD4051)3脚输出接R1做取样电阻，每升高10K时增加10mV电压信号送至放大采样保持电路。
4.按权利要求1所述之测量仪，其特征在于放大器采样保持器由三个CMOS芯片CA3140组成，U3、U4为同相跟随器，U5为放大器，U5的输出送至采样保持器U6(LF398)，该采样保持器5脚输出送至ADC0804A／D转换器。
5.按权利要求1所述之测量仪，其特征在于接口电路、信号经过运算放大器，采样保持送A／D转换器。它是由ADC0804组成，它是单电源(＋5V)的8位分辨率的模数转换芯片，输入电压范围为0～5V，完成一次转换时间需100μs，它的时钟脉冲可由CPU提供或由芯片自动产生。A／D输出送至数据缓冲／锁存器和EOC锁存器(如图3)。
6.按权利要求1所述的测量仪，其特征在于测湿电路主要采用8片8路CD4051多路开关，U9、U10是CA3140跟随器，U13是CA3140为放大器放大倍数为50倍，进入采样保持器。
专利摘要本装置属于一种温湿度检测装置，其结构是由温度检测电路，湿度检测电路组成，温度检测电路由温度采样，采样放大后接口电路组成，湿度检测电路由滤波抗干扰、多路开关、放大采样电路及接口电路组成。同时输入给CPU，CPU又同时与Z80DART存贮器、Z80CTC连接，实现冷库温湿度自动检测。优点采用微机控制，功能全，测量精度高，速度快，实现了冷库的温湿度自动测量。
文档编号G01N27/22GK2166432SQ93227328
公开日1994年5月25日 申请日期1993年2月17日 优先权日1993年2月17日
发明者杨维玉, 潘国安, 周桂芝, 李健 申请人:中国科学院沈阳计算技术研究所