专利名称：植物叶片表面温度测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量仪，尤其是涉及一种植物叶片表面温度测量仪。
背景技术：
植物叶片的温度是植物的一项重要生理参数。掌握植物叶片的温度对于了解植物的蒸腾速率、光合效率等生理活动状态有着重要的帮助。目前，对于植物叶片温度测量的主要方式为红外测温法，但是由于植物叶片的红外发射率的无法准确标定，所以使得测量在被测量自身就出现了误差。另外，由于红外测温法对于测量角度、环境的严格要求，使在测量植物叶片温度过程中存在多个误差源，最后的测量数据的不确定度大，最后测得的植物叶片温度误差大。目前，常用的温度测量方法有钼热电阻、热电偶、红外测温法等。热电偶测温由于存在冷端补偿，所以在低温区测量中热电偶的测量精度较低，并且成本相对较高。红外测温在植物叶片温度检测方面存在一定的缺陷1)叶片发射率的确定。2)环境对测量的影响。 环境温、湿度，光照等是影响红外测量的主要环境因素，并且红外测量前需对环境条件进行测定，测量前期准备较复杂。钼热电阻测温在低温区测温中精度较热电偶测温高，并且成本更低，适合对植物叶片测量要求，贴片式钼电阻测量叶片温度可在不影响叶片正常生长的基础上实现叶片温度的精确测量。若PtlOO采用两线制连接，钼电阻引线电阻将对测量结果造成误差，且温度越高， 误差越大，为消除钼电阻传感器引线电阻对测量结果造成的影响，PtlOO采用三线制接法。
发明内容
本发明的目的是提供一种植物叶片温度的测量仪器，选用适合低温范围内测量的 PtlOO钼热电阻传感器对植物叶片温度进行采集，使用单片式集成电路实现传感器输出信号的转换，采用单片机处理电路实现植物叶片温度的处理及显示的功能。本发明采用的技术方案是
植物叶片表面温度测量仪，包括转换电路模块，单片机及AD模块，液晶显示模块，和按键模块。MB95F204K富士通单片机分别与PtlOO钼热电阻传感器信号转换电路模块，液晶显示模块，和按键模块连接。PtlOO钼热电阻将测得的温度信号变成电阻信号，电阻信号通过转换电路模块变成电压信号输入至单片机及AD模块，经单片机处理后输出测量结果，并在液晶显示模块上显示。所述的转换模块包括插槽J1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻 R4、第五电阻R5、第一芯片U1。插槽Jl的1脚分别与第一电阻Rl的一端、第四电阻R4的一端、第一芯片Ul的7 脚像接于电源VCC Jl的2脚分别与第四电阻R4的另一端、第三电阻R3的一端、第一芯片 Ul的2脚连接Jl的1脚分别与第一电阻Rl的另一端、第二电阻R2的一端第一芯片Ul 的3脚连接，第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的另一端相接于地；第一芯片Ul的1脚与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第一芯片Ul的8脚连接；第一芯片Ul 的4、5脚接地；插槽Jl上接PtlOO钼热电阻传感器；第一芯片Ul的信号为Burr-Brown的精密仪用放大器INA122。所述的单片机及AD模块包括第一电容C41、第二电容C42、第三电容C5、第四电容 C6、第五电容C74、第六电阻R28、第七电阻R16、晶振XI、第二芯片U2。第一电容C41 一端接VSS，另一端分别与晶振Xl的一端、第二芯片U2的4脚连接； 第二电容C42 —端接VSS，另一端分别与晶振Xl的另一端、第二芯片U2的5脚连接；第三电容C5 —端接VSS，另一端接第二芯片U2的6脚；第四电容C6 —端接电源VSS，另一端接第二芯片U2的7脚；第六电阻似8 —端接地VDD，另一端分别与第二芯片U2的8脚、第五电容C74的一端连接，第五电容C74的另一端接VSS ；第二芯片U2的20脚接第七电阻R16 的一端，第七电阻R16的另一端接VDD ；第二芯片U2的型号是MB95F204K。液晶显示模块包括第三芯片U3、第四芯片U4。第三芯片U3的1脚与第二芯片U2 的11脚相接；第三芯片U3的2脚与第二芯片U2的10脚相接；第三芯片U3的3脚与第二芯片U2的9脚相接；第三芯片U3的4脚接VSS ；第三芯片U3的6脚与第四芯片U4的1脚相接；第三芯片U3的7脚与第四芯片U4的3脚相接；第三芯片U3的8脚与第四芯片U4的 2脚相接；第三芯片U3的9脚与第四芯片U4的4脚相接；第三芯片U3的10脚与第四芯片 U4的9脚相接；第三芯片U3的11脚与第四芯片U4的10脚相接；第三芯片U3的12脚与第四芯片U4的11脚相接；第三芯片U3的13脚与第四芯片U4的12脚相接；第三芯片U3的 14脚与第四芯片U4的13脚相接；第三芯片U3的15脚与第四芯片U4的14脚相接；第三芯片U3的16脚与第四芯片U4的15脚相接；第三芯片U3的17脚与第四芯片U4的16脚相接；第三芯片U3的18脚与第四芯片U4的5脚相接；第三芯片U3的19脚与第四芯片U4 的6脚相接；第三芯片U3的20脚与第四芯片U4的7脚相接；第三芯片U3的21脚与第四芯片U4的8脚相接；第三芯片U3的型号是BL55024;第四芯片U4的型号是TBP8900-LCD/ A0所述的按键模块包括第一上拉电阻R41、第二上拉电阻R42、第一按键KEY1、第二按键KEY2。第一上拉电阻R41 —端接VDD，另一端分别与第二芯片U2的2脚、第二按键KEY2 的一端连接，第二按键KEY2的另一端接地；第二上拉电阻R42 —端接VDD，另一端分别与第二芯片U2的1脚、第二按键KEYl的一端连接，第二按键KEYl的另一端接地。PtlOO钼热电阻传感器测头夹在被测叶片表面，PtlOO钼热电阻传感器测头和叶片固定夹具之间用泡沫塑料作为隔热材料使PtlOO钼热电阻传感器测头与遮光套之间的热传递降到最小，Ptioo钼热电阻传感器工作面贴在被测叶片表面进行测量与采集。本发明具有的有益效果是
可简便的对植物叶片温度进行测量，分辨力为0. 3°C，可以分辨出植物叶片温度的变化。
图1是植物叶片表面温度测量仪器原理框图。图2是转换电路3是单片机及AD电路图。图4是液晶显示模块电路图。图5是按键模块电路图。图6是植物叶片温度测量仪PtlOO钼热电阻传感器工作俯视图。图中l、Ptl00钼热电阻传感器测头；2、被测植物叶片。图7是植物叶片温度测量仪PtlOO钼热电阻传感器工作主视图。图中1、被测植物叶片表面；2、PtlOO钼热电阻传感器；3、PtlOO钼热电阻传感器工作面；4、泡沫塑料隔热材料；5、PtlOO钼热电阻传感器信号线；6、叶片固定夹具。
具体实施例方式如图1所示，植物叶片表面温度测量仪，包括转换电路模块，单片机及AD模块，液晶显示模块，和按键模块。MB95F204K富士通单片机分别与PtlOO钼热电阻传感器信号转换电路模块，液晶显示模块，和按键模块连接。PtlOO钼热电阻将测得的温度信号变成电阻信号，电阻信号通过转换电路模块变成电压信号输入至单片机及AD模块，经单片机处理后输出测量结果，并在液晶显示模块上显示。如图2所示的转换模块包括插槽J1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一芯片U1。插槽Jl的1脚分别与第一电阻Rl的一端、第四电阻R4的一端、第一芯片Ul的7 脚像接于电源VCC Jl的2脚分别与第四电阻R4的另一端、第三电阻R3的一端、第一芯片 Ul的2脚连接Jl的1脚分别与第一电阻Rl的另一端、第二电阻R2的一端第一芯片Ul 的3脚连接，第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的另一端相接于地；第一芯片Ul的1脚与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第一芯片Ul的8脚连接；第一芯片Ul 的4、5脚接地；插槽Jl上接PtlOO钼热电阻传感器；第一芯片Ul的信号为Burr-Brown的精密仪用放大器INA122。如图3所示单片机及AD模块包括第一电容C41、第二电容C42、第三电容C5、第四电容C6、第五电容C74、第六电阻R28、第七电阻R16、晶振XI、第二芯片U2。第一电容C41 一端接VSS，另一端分别与晶振Xl的一端、第二芯片U2的4脚连接； 第二电容C42 —端接VSS，另一端分别与晶振Xl的另一端、第二芯片U2的5脚连接；第三电容C5 —端接VSS，另一端接第二芯片U2的6脚；第四电容C6 —端接电源VSS，另一端接第二芯片U2的7脚；第六电阻似8 —端接地VDD，另一端分别与第二芯片U2的8脚、第五电容C74的一端连接，第五电容C74的另一端接VSS ；第二芯片U2的20脚接第七电阻R16 的一端，第七电阻R16的另一端接VDD ；第二芯片U2的型号是MB95F204K。如图4所示液晶显示模块包括第三芯片U3、第四芯片U4。第三芯片U3的1脚与第二芯片U2的11脚相接；第三芯片U3的2脚与第二芯片 U2的10脚相接；第三芯片U3的3脚与第二芯片U2的9脚相接；第三芯片U3的4脚接VSS ； 第三芯片U3的6脚与第四芯片U4的1脚相接；第三芯片U3的7脚与第四芯片U4的3脚相接；第三芯片U3的8脚与第四芯片U4的2脚相接；第三芯片U3的9脚与第四芯片U4 的4脚相接；第三芯片U3的10脚与第四芯片U4的9脚相接；第三芯片U3的11脚与第四芯片U4的10脚相接；第三芯片U3的12脚与第四芯片U4的11脚相接；第三芯片U3的13脚与第四芯片U4的12脚相接；第三芯片U3的14脚与第四芯片U4的13脚相接；第三芯片U3的15脚与第四芯片U4的14脚相接；第三芯片U3的16脚与第四芯片U4的15脚相接；第三芯片U3的17脚与第四芯片U4的16脚相接；第三芯片U3的18脚与第四芯片U4 的5脚相接；第三芯片U3的19脚与第四芯片U4的6脚相接；第三芯片U3的20脚与第四芯片U4的7脚相接；第三芯片U3的21脚与第四芯片U4的8脚相接；第三芯片U3的型号是BL550M;第四芯片U4的型号是TBP8900-LCD/A。 如图5所示按键模块包括第一上拉电阻R41、第二上拉电阻R42、第一按键KEYl、第二按键KEY2。第一上拉电阻R41 —端接VDD，另一端分别与第二芯片U2的2脚、第二按键KEY2 的一端连接，第二按键KEY2的另一端接地；第二上拉电阻R42 —端接VDD，另一端分别与第二芯片U2的1脚、第二按键KEYl的一端连接，第二按键KEYl的另一端接地。本发明使用的PtlOO钼热电阻传感器选用测量范围为0-100°C的钼热电阻。如图6所示，所述的PtlOO钼热电阻传感器测头(1)贴在被测叶片表面(2)。如图7所示，PtlOO钼热电阻传感器测头(2)置于叶片固定夹具(6)中，叶片固定夹具(6)和PtlOO钼热电阻传感器测头(2)之间用泡沫塑料(4)作为隔热材料，使PtlOO钼热电阻传感器测头(2)与叶片固定夹具之间的热传递降到最小，PtlOO钼热电阻传感器工作面(3)通过叶片固定夹具贴在被测叶片表面(1)进行测量与采集。
权利要求
1.植物叶片温度测量仪，其特征在于利用贴片Ptioo钼热电阻感知叶片表面温度； MB95F204K富士通单片机分别与PtlOO钼热电阻传感器信号调理电路、显示屏和按键电路连接；PtlOO钼热电阻传感器信号通过一不平等电桥，与美国Burr-Brown生产的精密仪用放大器INA122连接，将电阻信号变成电压信号，输出的输出电压端VO经单片机转化计算得到温度值，并将值显示在液晶屏上，通过按键实现用户与仪器的交互功能。
2.根据权利要求1所述的植物叶片温度测量仪，其特征在于所述的PtlOO钼热电阻传感器(1)贴在被测叶片(2)上表面，PtlOO钼热电阻传感器测头(2)置于叶片固定夹具 (6)中，叶片固定夹具(6)和PtlOO钼热电阻传感器测头(2)之间用泡沫塑料(4)作为隔热材料，使PtlOO钼热电阻传感器测头(2)与叶片固定夹具之间的热传递降到最小，PtlOO钼热电阻传感器工作面(3)通过叶片固定夹具贴在被测叶片表面(1)进行测量与采集。
全文摘要
本发明公开了一种植物叶片温度表面测量仪。该仪器以Pt100贴片铂热电阻作为测量叶片表面温度的传感器，同时Pt100铂热电阻传感器信号输出端与调理转换电路的一端相连；仪器以MB95F204K富士通单片机作为电路的控制核心，且MB95F204K富士通单片机分别与Pt100铂热电阻传感器信号调理电路的电压输出端、显示屏和按键电路连接。本发明可简便的对植物叶片温度进行测量，分辨力为0.3℃，可以分辨出植物叶片温度的变化。
文档编号G01K7/18GK102564634SQ20121005285
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者吴俊杰, 李东升, 李加福, 沈小燕, 蒋雪萍, 郭冲冲 申请人:中国计量学院, 杭州市质量技术监督检测院