一种菌落挑选仪中温度检测装置的制作方法

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种菌落挑选仪中温度检测装置。

背景技术：

温度是日常生活中最常见的物理量，从工业、农业、生活等各个技术领域都离不开测温和控温，无论是在生产试验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要。温度的测量方法有很多种，其中铂电阻测量温度的准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好，因此应用比较广泛。试验证明铂电阻是稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器，可以工作在一200°C至850％的范围，测量精度高，可用作标准仪器，广泛用于生产过程各种介质的温度标准。同时铂电阻温度变送器具有精度高，设计简单，稳定性强的特点。

根据JJG229—98可知，对于铂电阻温度传感器其电阻和温度存在如下关系：温度在(一200～0)℃范围之间有R(f)=n(0)×(1+At+Bt²+C(t—100)t³)；温度在(0—850)℃范围之间有R(t)=n(0)×(1+At+Bt²)；式中，R(t)为在温度为t时铂电阻的电阻值，单位Ω；t为温度，单位℃；R(0)为在温度为0℃时的铂电阻的电阻值；A为常数，值为3.9083×10^-3℃^-1；B为常数，值为一5.775×10^-7℃^-2；C为常数，值为一4.183×10^—12℃。根据上述关系可知，通常情况下对于一支Ptl00温度传感器若不进行标定，在使用过程中直接根据R(0)=10011和上述的A、B(或C，负温度情况下使用)系数来计算温度值；对于经过标定的Ptl00温度传感器，在实际的使用中一般也只是消除了R(O)的影响，这样在实际的使用中都会降低传感器的标准性，尤其是对于一些精密的温度的测量，而实际使用中每一支传感器都有自己的特性，检定规程中给出的R(0)值和A、B、C系数是针对大多数传感器的。因此如果要提高传感器的测试准确性必须对该传感器在特定温度点进行标定，根据温度的标定点求出不同温度段所对应的系数值。

技术实现要素：

本发明的目的是为了实现茵落挑选仪中温度的实时采集与监控，设计了一种菌落挑选仪中温度检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：菌落挑选仪中温度检测装置由温度信号采集电路、信号处理电路、电源电路、复位电路、声光报警电路、控制器、无线模块、液晶显示器等部分构成，实现对温度参数的实时采集、存储，并对采集的信号进行软件降噪、格式转换、友好显示等处理；实现主机和传感器之间无线模式采集数据。

所述的无线模块采用最新的Zigbee无线组网技术，测量数据采用USB接口输出或用以太网直接传到服务器，通过网络可实现实时监控。

所述的控制器选用ARM嵌入式实现，选用的是韩国三星半导体公司生产的基于ARM920T内核的16/32位RSIC嵌入式微处理器S3C2410作为微控制单元

所述的温度信号采集电路采用三线制接法，为了避免温度低于零度的时候会使ADCin端的电压值为负，将导线的一端串联了一个电阻再接地，从而抬高电压零点；为了补偿导线电阻带来的影响，在三根导线之间又接了一个三极管。

本发明的有益效果是：采用铂电阻进行远距离温度测量，需要消除铂电阻传感器的连接线电阻对测量结果的影响。本文设计的数字式温度变送器采用三线制接法，这种方式与电桥配套使用可以较好地消除引线电阻的影响，而且可直接显示被测温度的数字，具有结构简单、测量精度高的优点。另外本文介绍的温度检测系统所用电路元器件少，结构简单，可以实时显示，并发送到PC机上，而且它也具有体积小，功耗低，精度高等优点，具有较好的实用价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是系统结构。

图2是信号采集与模拟放大电路。

图3是桥电路供电电路。

图4是下位机程序原理。

具体实施方式

如图1所示，菌落挑选仪中温度检测装置由温度信号采集模块、信号处理电路、电源电路、复位电路、声光报警电路、单片机、无线模块、液晶显示器等部分构成，实现对温度参数的实时采集、存储，并对采集的信号进行软件降噪、格式转换、友好显示等处理。实现主机和传感器之间无线模式采集数据。无线模块采用最新的Zigbee无线组网技术。ZigBee采用的是IEEE802．15．4标准，利用全球共用的公共频率2．4GHz，应用于监视、控制网络时，其具有非常显著的低成本、低耗电、网络节点多、传输距离远等优势。测量数据采用USB接口输出或用以太网直接传到服务器，通过网络可实现实时监控。综合考虑功能的实现和当今嵌入式系统的发展趋势，选用ARM嵌入式实现方案。选用的是韩国三星半导体公司生产的基于ARM920T内核的16/32位RSIC嵌入式微处理器S3C2410作为微控制单元，它是一款低功耗，高性价比的处理器。这款芯片内部集成了多种控制接口，自带8路lO位的A/D转换器。另外，如果要提高传感器的测试准确性必须对该传感器在特定温度点进行标定，根据温度的标定点求出不同温度段所对应的系数值。对于Ptl00如果要提高测试准确性，需要对正温段和负温段分开考虑正温段需要确定两个系数，而负温段需要确定三个系数，因此从数学方程角度看对于正温段至少标定两个点，负温段至少标定三个点。用求系数的温度点建议用标定温度的上下限，不建议采用外推的方法求出其它温度点。

如图2所示，三线制接法要求引出的三根导线截面积和长度均相等，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂。当温度低于零度的时候会使ADCin端的电压值为负，为了避免这种现象产生将导线的一端串联一个R7电阻再接地，此处是为了抬高电压零点，就使ADCin输出一定是正的电压值。其余两根分别接到铂电阻的桥臂及其相邻的桥臂上。同时在三根导线之间又接了一个三极管也是为了补偿导线电阻到来的影响。这样，当电桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，使得测量结果更加准确。电桥两端产生电压直接输入到放大器的两正极端形成双运放高共模抑制比差动放大电路，稳定了工作点，抑制了零点漂移，对共模放大倍数抑制作用越强，表明放大器的性能越好。经过放大后的信号直接输入到微控制单元的AD口进行模拟量到数字量的转换。

如图3所示，桥电路供电的稳定性和精确性对电路有直接的影响。2.5V的电压经过放大器的正端，前面部分是一个电压跟随器，使得负端的电压也为2.5V，然后通过两个电阻进行分压之后输入到另一个放大器的正端，之后输出的VCC1端直接接到图2所示的VCC1端，给电桥电路供电。

如图4所示， 主程序首先对系统进行初始化，包括地址和数据以及系统变量的初始化。完成初始化后，键人处理子程序，完成工作模式的设定。微处理一直采用中断的方式查询功能按键的状态，并调用显示子程序，实时显示温度值。进行数据采集，并将数据采集串口通过无线模块送至上位机。另外，一般将铂电阻的温度分度表以A/D转换器的输出数据为地址固化在存储器EEPROM内，当以A/D转换器的输出作为地址码访问EEPROM时，EEPROM存放的表格内容被取出，送入显示器以显示被测温度，其准确度取决于硬件电路的某些参数与表格的大小。因此，若要得到较高的准确度，则线性表格将会占用很大的存储空间，查找速度慢，在数据量大且准确度要求高的场合下，可将查表法与线性插值法相结合，以提高测温准确度。查表法与线性插值法相结合，可较好地解决单纯使用查表法的缺点。该方法相当于在查表法的基础上实行分段线性化，使结果在准确度和数据处理速度方面达到最优组合。