专利名称：温度/热流测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温度、热流测量仪器，尤其是由电池供电的智能化手持式温度测量和热流测量仪器。
温度测量仪是一种靠电池供电的智能化微型测温仪器，适用于测量目标环境、气象、建筑、温室等各种需要测量温度变化过程的场合。随着经济建设的需要与高科技的发展，在上述场合不仅需要测量温度而且需要测量热流的情况将越来越多。而现有技术中尚无测量热流的专门仪器。目前，需要测量热流时只能采用其它能测量流速类的仪器来代替，并采用AD值映射的方法查表然后再驱动LCD，给出测量结果。这样，给现场使用者带来极大的麻烦和不便。存在体积大、笨重、维修困难、测量精度差、功耗高的缺点。
针对上述现有技术中存在的缺点，本实用新型的发明目的是提供一种体积小、重量轻、测量精度高、使用方便的以微处理器为核心的智能化手持式温度/热流测量仪，它不仅将温度和热流的测量有机地结合在一起，而且可以大大降低功耗。
为了达到上述的发明目的，本实用新型的技术方案采用如下方式实现温度/热流测量仪，它包括温度测头、热流测头、转换电路、两个放大电路、恒压源，转换开关、A/D转换器、ABC三个电源管理模块、存储器、电压监测电路、时钟、微处理器、电源开关、电池及液晶显示屏。所述微处理器中含有CPU及I/O□。其结构特点是，所述的微处理器中还设有时钟控制电路和液晶控制/驱动器。时钟控制电路可控制所设时钟振荡。液晶控制/驱动器可控制所设液晶显示屏显示。所述温度测头感受温度后，经转换电路转换成电压，再经放大电路一对电压进行幅度放大，然后经转换开关接通并送入到A/D转换器中进行AD变换，变换的结果通过I/O□送入到微处理器中，微处理器根据存储器中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏上。所述热流测头将热流转换成电压后，经放大电路二对电压进行幅度放大，然后经转换开关接通并送入到A/D转换器中进行AD变换，变换的结果送入到微处理器中，微处理器根据存储器中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏上。其中转换电路、放大电路一及恒压源由受微处理器控制的电源管理模块C供电。放大电路二由受微处理器控制的电源管理模块B供电。存储器及A/D转换器由受微处理器控制的电源管理模块A供电。电源管理模块C、电源管理模块B、电源管理模块A、电压监测电路经电源开关控制由电池供电。电压监测电路接入微处理器的I/O□。
按照上述的技术方案，所述转换开关是一个双刀双掷的、设有四对应二接点的机械转换开关，除了切换两路电信号外还向微处理器输入两种状态信号的一种。
由于本实用新型采用了电堆式热流传感器、高精度的热敏电阻温度传感器、单片机微处理器，形成了能够测量温度和热流的专门仪器，弥补了现有技术的不足，增补了本技术领域测量仪器的一新家族。可广泛应用于目标环境、气象、建筑、温室等不同场合的温度和热流的测量。又由于本发明采用以微处理器为主的控制技术，可使全机运行中采用不同的工作模式，使整个系统功耗最低，同现有技术相比，具有体积小，重量轻、生产简单、维修方便、使用便捷、测量精度高、稳定性好的优点。
以下结合附图和具体的实施方式对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型的工作原理图；图2是本实用新型的具体实施电路连接图。
参看图1，温度/热流测量仪包括温度测头1、热流测头17、转换电路2、放大电路3和18、恒压源4、转换开关16、A/D转换器15、电源管理模块C5、电源管理模块B6、电源管理模块A7、存储器8、电压监测电路9、时钟10、微处理器11、电源开关12、电池13及液晶显示屏14。在微处理器11中含有CPU和I/O□及时钟控制电路和液晶控制/驱动器。时钟控制电路可控制所设时钟10振荡。液晶控制/驱动器可控制所设液晶显示屏14显示。本实用新型工作原理如下当测量温度时，所述温度测头1感受温度后，经转换电路2转换成电压，再经放大电路3对电压进行幅度放大，然后经转换开关16转换接通并将电压送入到A/D转换器15中进行AD变换，变换的结果经I/O□送入到微处理器11中，微处理器11根据存储器8中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏14上。当测量温度时，所述热流测头17将热流转换成电压后，经放大电路19对电压进行幅度放大，然后经转换开关16转换接通并将电压送入到A/D转换器15中进行AD变换，变换结果经I/O□送到微处理器11中，微处理器11根据存储器8中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏上，并可显示出所测热流的方向。其中转换电路2、放大电路3及恒压源4由受微处理器11控制的电源管理模块C5供电。放大电路18由受微处理器11控制的电源管理模块B6供电，存储器8及A/D转换器15由受微处理器11控制的电源管理模块A7供电。电源管理模块C5、电源管理模块B6、电源管理模块A7、电压监测电路9经电源开关12控制由电池13供电。电压监测电路9接入微处理器11的I/O□。上述的转换开关15是双刀双掷的、设有四对应二接点的机械转换开关，除了切换两路电信号外还向微处理器11输入两种状态信号的一种。所述电源管理模块C5、电源管理模块B6和电源管理模块A7中含有负电源转换器。有了上述的电源管理模块，就可以对不同的电路部分实现分时间歇供电，进行电源管理而节省电能。
参看图2，图2是本实用新型具体实施电路连接图。在所使用的微处理器MCU中含有CPU、I/O□及时钟控制电路和液晶控制/驱动器。时钟控制电路控制时钟振荡器XO振荡。液晶控制/驱动器控制液晶显示屏LCD显示数据。当测量温度时，温度测头即热敏电阻RT，由电阻R9和稳压二极管Z2组成的恒压源提供恒定的电压，它感受温度后经由电阻R10～R12组成的转换电路转换成电压，经由放大器A2、电阻R13～R16、电容C3和C4组成的放大电路对电压进行幅度放大，然后把转换开关S1接通，经电阻R8将电压送入到转换器A/D中进行AD变换，变换的结果经I/O□送入到微处理器MCU中，同时经I/O□也将状态信号送入到微处理器中。微处理器MCU根据存储器EEPROM中的标定数据进行数据处理，而后通过其内所设的液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏LCD上。其中的转换开关S1设有四对应二接点，除切换两路电信号外，还可向微处理器MCU输入当时所用的状态信号。当测量热流时，热流测头即电堆式热流测头HES，将所测热流转换成电压后，经由电阻R3～R5、放大器A1组成的放大电路对电压幅度放大，然后把转换开关S1转换接通，经电阻R8将电压信号送入到转换器A/D中进行AD变换，同时将状态信号经I/O□送入到微处理器中。……以后的工作过程与上述测量温度的工作过程相同，不再赘述。回路中，上述的转换电路、由放大器A2等组成的放大电路、所设由电阻R9和稳压二级管Z2组成的恒压源由受微处理器MCU控制的由三级管T4、负电源转换器U3、电解电容E5和E6组成的电源管理模块供电。由放大器A1等组成的放大电路及由受微处理器MCU控制的由三级管T2、电阻R2和R6、三级管T3、负电源转换器U2、电解电容E3和E4组成的电源管理模块供电。存储器EEPROM、转换器A/D由受微处理器MCU控制的由电阻R23、电阻R1、三级管T6、三级管T1、负电源转换器U1、电解电容E1和E2组成的电源管理模块供电。上述的三个电源管理模块及由可变电阻VR1、电阻R17～R19、三级管T5组成的电压监测电路经电源开关S2控制从电池BATT供电。电压监测电路由三级管T5的集电极接入微处理器MCU中。另外，上述的存储器EEPROM可以改用型号为FLASH等一类的非易失性存储器。
本实用新型的使用过程中，它在测量时使用的是单时钟系统。具有两种工作模式，即STOP工作模式和SLEEP工作模式。在运行规定的时间后系统进入STOP工作模式。此时时钟停止振荡整个系统的功耗最低，由此实现自动关机。如果想再进行测量，再按一次电源开关S2即可。另一种SLEEP模式是指，此时微处理器MCU停止运行而其它资源都在运行，因而可以节省一部分电能，如果有外部中断则退出此工作模式。当然在实际使用中，如果不进行温度或热流测量时，应将电源开关S2关闭，只有使用时才打开。
权利要求1.一种温度/热流测量仪，它包括温度测头(1)、热流测头(17)、转换电路(2)、放大电路(3，18)、恒压源(4)、转换开关(16)、A/D转换器(15)、电源管理模块C(5)、电源管理模块B(6)、电源管理模块A(7)、存储器(8)、电压监测电路(9)、时钟(10)、微处理器(11)、电源开关(12)、电池(13)及液晶显示屏(14)，所述微处理器(11)中含有CPU及I/O□，其特征是所述微处理器(11)中还设有时钟控制电路和液晶控制/驱动器，时钟控制电路可控制所设时钟(10)振荡，液晶控制/驱动器可控制所设液晶显示屏(14)显示；所述温度测头(1)感受温度后，经转换电路(2)转换电压，再经放大电路(3)对电压进行幅度放大，然后经转换开关(16)接通并将电压送入到A/D转换器(15)中进行AD变换，变换的结果送入到微处理器(11)中，微处理器(11)根据存储器(8)中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏(14)上；所述热流测头(17)将热流转换成电压后，经放大电路(18)对电压进行幅度放大，然后经转换开关(16)转换接通并将电压送入到A/D转换器(15)中进行AD变换，变换的结果送入到微处理器(11)中，微处理器(11)根据存储器(8)中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏(14)上；其中转换电路(2)、放大电路(3)及恒压源(4)由受微处理器(11)控制在电源管理模块C(5)供电，放大电路(18)由受微处理器(11)控制的电源管理模块B(6)供电，存储器(8)及A/D转换器(15)由受微处理器(11)控制的电源管理模块A(7)供电，电源管理模块C(5)、电源管理模块B(6)、电源管理模块A(7)、电压监测电路(9)经电源开关(12)控制由电池(13)供电，电压监测电路(9)接入微处理器(11)的I/O□。
2.按照权利要求1所述的温度/热流测量仪，其特征是所述转换开关(15)是一个双刀双掷的、设有四对应二接点的机械转换开关，除了切换两路电信号外还向微处理器(11)输入两种状态信号的一种。
3.按照权利要求1或2所述的温度/热流测量仪，其特征是所述存储器(8)为非易失性存储器，型号为EEPROM或者FLASH。
4.按照权利要求3所述的温度/热流测量仪，其特征是所述电源管理模块C(5)，电源管理模块B(6)和电源管理模块A(7)中含有负电源转换器。
专利摘要本实用新型公开了一种温度/热流测量仪,适用于测量目标环境、气象、建筑、温室等场合的温度和热流。其结构特点是,控制系统采用单片机微处理器,使液晶显示屏直接显示所测数据,并能测量出热流的方向。供电回路由三个电源管理模块向转换电路,放大电路及微处理器等间歇供电,进行电源管理。同现有技术相比,本实用新型具有体积小、重量轻、使用方便、精度高、稳定性好的优点。增补了本技术领域测量仪器的一新家族。
文档编号G01K17/00GK2388594SQ9924866
公开日2000年7月19日 申请日期1999年9月28日 优先权日1999年9月28日
发明者朱彦武, 梁强威, 高宏 申请人:清华同方股份有限公司