八4、05需采用溫 度性能稳定的NK)电容。
[0027] 实施例3
[0028] -种基于石英晶体溫度传感器的多通道溫度测量电路，包括:石英晶体溫度传感 器电路、MCU数据处理电路，MCU数据处理电路通讯连接多个石英晶体溫度传感器电路，多个 石英晶体溫度传感器电路和一个MCU数据处理电路通过屏蔽线构成星形接法连接，每个石 英晶体溫度传感器电路附着于待测处，MCU数据处理电路接收并处理多个石英晶体溫度传 感器电路的信息，处理之后的数据通过蓝牙和上位机通信，上位机根据多处的溫度测量形 成溫度场模型并显示在上位机中。所述石英晶体溫度传感器电路包括皮尔斯晶体振荡器电 路、485电平发送电路;MCU数据处理电路包括485电平接收电路、多选一电路、同相缓冲电 路、高精度TCX0时钟电路、等精度频率测量电路、蓝牙通信电路、电池电量指示电路，485电 平接收电路的输出连接到多选一电路，多选一电路的输出连接到同相缓冲电路，同相缓冲 电路的输出连接到等精度频率测量电路，高精度TCX0时钟电路也连接到等精度频率测量电 路，蓝牙通信电路和电池电量指示电路连接至主控MCU。
[0029] 具体地，所述的每个485电平接收电路和每个石英晶体溫度传感器电路相对应，用 来将接收的振荡信号的485电平转为TTL电平，采用时分复用的原则，利用多选一模拟开关 U2选择多路信号中的一路，模拟开关的地址位连接到MCU的端口，多选一电路的输出连接到 同相缓冲电路，所述485电平接收电路采用的是低功耗忍片LTC1480,多选一模拟开关U2的 型号是74肥4051，所述MCU忍片U7的型号是低功耗系列的忍片STM32L151C8T6,该MCU内部集 成32M主频，多个定时计数器，12位ADC，串行通信接口，而且基于低功耗架构，适合可穿戴和 便携式的应用。
[0030] 具体地，所述高精度TCX0时钟电路由高精度溫补晶振振荡器U9、反相器式放大器 和时钟分频器U8构成，为了使谐波成分少，市场上大多数高精度TCX0输出的是削峰正弦波， 而系统需求的是CMOS电平时钟波形，通过反相器式放大器的整形作用输出符合要求的CMOS 电平时钟波形，C7为隔直电容，R7为偏置电阻，然后经过二进制计数器忍片U8分频，U8第12 脚输出TCX0的二分频频率，该频率作为MCU忍片U7的外部时钟信号，U8第9脚输出TCX0的八 分频频率，该频率作为等精度测频的标准信号，所述高精度溫补振荡器U9的型号是 DSB535SG-10M，所述二进制计数器忍片U8的型号是高速CMOS系列的74肥4024。
[0031] 具体地，所述等精度频率测量电路包括同步口控电路、计数口 1和计数口 2,预闽口 信号由MCU的GPI02发出，同步口控电路利用D触发器忍片U4的同步作用将预闽口信号变换 成与待测信号同步的同步闽口信号，MCU的GPI01端口连接至D触发器的清零端，同相缓冲电 路输出的待测信号连接到计数口 1，高精度TCX0时钟电路的八分频输出作为标准信号连接 到计数口 2,计数口 1和计数口 2的输出连接到MCU的定时计数器端口，待测信号与标准信号 在同步闽口信号的控制下计数。并在同步闽口信号关闭时停止计数，MCU读取计数器的数 值，并进行数据处理，所述D触发器忍片U4带有清零端，每次测量前MCU发出信号将其清零处 理，所述D触发器忍片U4的型号是SN7化VC1G74。
[0032] 具体地，所述电池电量指示电路利用裡电池工作的电压曲线来分析出系统电池的 容量，裡电池的电压曲线由生产商给出，裡电池电压Vbat经过电阻R11，R12的分压，连接到 运放的输入，C8起到滤波作用，运放作为跟随器模式连接到MCU的ADC采样端口，利用12位 ADC进行高精度电压检测，根据裡电池在工作状下的电压曲线模拟得出电池容量，且有5个 发光二极管01、02、03、04、05连接在]\〇]的5个端口上，用^指示电量，电阻1?5、1?6、1?8、1?9、尺10 用作限流电阻。
[0033] 具体地，所述蓝牙通信电路用W和上位机通信，将数据上传到上位机中并显示出 来，室内环境下，通信性能稳定而且功耗低，所述蓝牙通信电路采用的电路型号是HC-08。
[0034] 测量溫度时，将多个石英晶体溫度传感器电路附着于待测处，石英晶体溫度传感 器电路和MCU数据处理电路通过屏蔽线相连接。应当说明，测量通道的数目是由多选一电路 决定的，对于本实用新型用的是八选一模拟开关，应当理解，可W细微更改此处电路W增加 通道数目，比如二片八选一模拟开关忍片并联可W做到最大16通道数目。
[0035] 对于等精度频率测量，假设同步闽口信号下计数，测得被测信号fx的个数是Nx，测 得时钟信号fs的个数是化，则可得：
[0036]
[0037] 所谓等精度测量法的机理是在标准频率比较测量法的基础上改变计数器的计数 开始和结束与单片机发出的预闽口信号的上升沿和下降沿的严格关系。当预闽口信号的上 升沿到来时，如果待测量信号的上升沿未到时两组计数器也不计数，只有在待测量信号的 上升沿到来时，两组计数器才开始计数；当预闽口信号的下降沿到来时，如果待测量信号的 一个周期未结束时两组计数器也不停止计数，只有在待测量信号的一个周期结束时两组计 数器才停止计数。运样就克服了待测量信号的脉冲周期不完整的问题，其误差只由标准频 率信号产生，与待测量信号的频率无关，因此可W实现精度的恒定。
[0038] W上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，运些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种基于石英晶体温度传感器的多通道温度测量电路，包括:石英晶体温度传感器 电路、MCU数据处理电路，其特征在于:MCU数据处理电路通讯连接多个石英晶体温度传感器 电路，多个石英晶体温度传感器电路和一个MCU数据处理电路通过屏蔽线构成星形接法连 接，每个石英晶体温度传感器电路附着于待测处，MCU数据处理电路接收并处理多个石英晶 体温度传感器电路的信息，处理之后的数据通过蓝牙和上位机通信，上位机根据多处的温 度测量形成温度场模型并显示在上位机中；所述石英晶体温度传感器电路包括皮尔斯晶体 振荡器电路、485电平发送电路;MCU数据处理电路包括485电平接收电路、多选一电路、同相 缓冲电路、高精度TCXO时钟电路、等精度频率测量电路、蓝牙通信电路、电池电量指示电路， 485电平接收电路的输出连接到多选一电路，多选一电路的输出连接到同相缓冲电路，同相 缓冲电路的输出连接到等精度频率测量电路，高精度TCXO时钟电路也连接到等精度频率测 量电路，蓝牙通信电路和电池电量指示电路连接至主控MCU。2. 根据权利要求1所述的一种基于石英晶体温度传感器的多通道温度测量电路，其特 征在于:所述皮尔斯晶体振荡器电路由内部集成反相器的芯片U1，电阻Rl、R2、R3、R4，ig (：1、03、04、05组成，电阻1?1、1?2、1?、1?4共同构成偏置电阻，使得反相器工作在高增益放大状 态，石英晶体与电容C3，C4构成π型网络形式的带通滤波器，所述485电平发送电路由内部带 有485电平转换功能的芯片U1完成，485电平发送电路进行振荡波形的传输，振荡信号通过 屏蔽双绞线传送至Μ⑶数据处理电路，所述U1的型号是LTC1480,所述电容(：1、03、04、05采用 ΝΡΟ电容。3. 根据权利要求1所述的一种基于石英晶体温度传感器的多通道温度测量电路，其特 征在于:所述高精度TCXO时钟电路由高精度温补晶振振荡器U9、反相器式放大器和时钟分 频器U8构成，通过反相器式放大器的整形作用输出符合要求的CMOS电平时钟波形，C7为隔 直电容，R7为偏置电阻，然后经过二进制计数器芯片U8分频，U8第12脚输出TCXO的二分频频 率，该频率作为MCU芯片U7的外部时钟信号，U8第9脚输出TCXO的八分频频率，所述高精度温 补振荡器U9的型号是DSB535SG-10M，所述二进制计数器芯片U8的型号是高速CMOS系列的 74HC4024。4. 根据权利要求1所述的一种基于石英晶体温度传感器的多通道温度测量电路，其特 征在于:所述等精度频率测量电路包括同步门控电路、计数门1和计数门2,预闸门信号由 MCU的GPI02发出，同步门控电路利用D触发器芯片U4的同步作用将预闸门信号变换成与待 测信号同步的同步闸门信号，MCU的GPI01端口连接至D触发器的清零端，同相缓冲电路输出 的待测信号连接到计数门1，高精度TCXO时钟电路的八分频输出作为标准信号连接到计数 门2,计数门1和计数门2的输出连接到MCU的定时计数器端口，待测信号与标准信号在同步 闸门信号的控制下计数，并在同步闸门信号关闭时停止计数，MCU读取计数器的数值，并进 行数据处理，所述D触发器芯片U4带有清零端，每次测量前MCU发出信号将其清零处理，所述 D触发器芯片U4的型号是SN74LVC1G74。5. 根据权利要求1所述的一种基于石英晶体温度传感器的多通道温度测量电路，其特 征在于:所述电池电量指示电路包括发光二极管01、02、03、04、05和电阻1?5、1?6、1?8、1?9、1?10， 发光二极管01、02、03、04、05连接在]\〇]的5个端口上，用以指示电量，电阻1?5、1?6、1?8、1?9、1?10 用作限流电阻。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于石英晶体温度传感器的多通道温度测量电路，包括：石英晶体温度传感器电路、MCU数据处理电路，MCU数据处理电路通讯连接多个石英晶体温度传感器电路，多个石英晶体温度传感器电路和一个MCU数据处理电路通过屏蔽线构成星形接法连接，每个石英晶体温度传感器电路附着于待测处，MCU数据处理电路接收并处理多个石英晶体温度传感器电路的信息，处理之后的数据通过蓝牙和上位机通信，上位机根据多处的温度测量形成温度场模型并显示在上位机中。本实用新型抗干扰能力强，最大限度的降低了传输途中的信号畸变，同时可以测量多处的温度，多处的温度信息汇集后，能够形成温度场，比起单一的温度测量信息量更多。
【IPC分类】G01K7/32
【公开号】CN205333219
【申请号】CN201620084833
【发明人】胡斌, 衡飞, 赵庆林, 彭宏, 曹冠华, 郝雁嵘, 薛仲
【申请人】兰州大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月28日