專利名稱：冷庫溫濕度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于溫濕度測量裝置。
溫度和濕度對冷庫存放物質(zhì)要有嚴(yán)格的要求，因?yàn)闇貪穸鹊淖兓瘜τ诶鋷齑娣诺奈镔|(zhì)有直接的影響，超出規(guī)定范圍都將引起存放物質(zhì)性能的改變，目前冷庫的溫濕度測量都是采用定點(diǎn)儀器檢測的方法，由人工監(jiān)測、某一點(diǎn)的溫濕度由溫度計(jì)和濕度計(jì)直接讀出，其優(yōu)點(diǎn)是使用靈活、設(shè)備簡單、對于一般低標(biāo)準(zhǔn)要求都可以滿足，其不足之處是多點(diǎn)測量難以實(shí)現(xiàn)，對于測量點(diǎn)數(shù)多，要求精度高，則必須以微機(jī)控制，建立多個(gè)測試點(diǎn)，以循回檢則方法來實(shí)現(xiàn)。
為解決冷庫的溫濕度測量，本實(shí)用新型的目的提供一種溫濕度測量儀，利用溫濕度傳感器，放到被檢測地方，以微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)多路轉(zhuǎn)換，存貯或數(shù)據(jù)處理，有效的解決了冷庫的溫濕度測量。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是這樣實(shí)現(xiàn)的溫濕度測量儀外面為殼體，前面為面板，內(nèi)裝有電路控制板，其電路由兩部分組成，一是溫度檢測電路，一是濕度檢測電路，同時(shí)輸入給中央控制器CPU，中央控制器同時(shí)與Z80PART、存貯器和Z80CTC連接。溫度檢測電路由溫度采樣電路，放大采樣保持電路及接口電路組成，一路為80路輸入，溫度傳感器采用AD590JH，功能是在－55℃～＋150℃范圍內(nèi)按1μA／K的恒定輸出一個(gè)與溫度成正比的電流，通過對電流的測量，就可得到所需的溫度值；濕度檢測電路由濾波抗干擾電路，多路開關(guān)電路，放大采樣保持電路，接口電路組成，另一路為64路輸入，濕度傳感器采用RSC－1型，是高分子薄膜式濕敏電容為敏感元件，配有濕度和電壓轉(zhuǎn)換電路。下面就詳細(xì)電路加以說明一、溫度檢測電路1、AD590采樣電路(如圖5所示)V1為CD4028是CMOS的BCD碼／＋進(jìn)制譯碼器，V2為CD4051是CMOS八選一模擬開關(guān)，電路把CMOS邏輯電平控制和多路開關(guān)控制相結(jié)合，最大限度地組合利用器件通道，可以把八位二進(jìn)制碼完成最多達(dá)80路AD590測溫電路的通斷控制，從U2(CD4051)3腳輸出接R1做取樣電阻，每升高10K時(shí)增加10mV電壓信號送至放大采樣保持電路。
2、AD590放大采樣保持電路放大采樣保持如圖4所示，由三個(gè)CMOS芯片CA3140組成，U3、U4為同相跟隨器，U5為放大器，調(diào)正RW3做基準(zhǔn)電壓，溫度信號轉(zhuǎn)換電壓信號，Vt與基準(zhǔn)電壓差放形式進(jìn)入放大器U5，調(diào)正RW1使放大器輸出為0V，在V4的3腳輸入一個(gè)電壓使V5輸出為5V，這個(gè)電壓值為滿刻度值，調(diào)正RW2完成。U5的輸出送至采樣保持器U6(LF398)，它將保證A／D轉(zhuǎn)換期間信號保持不變，該采樣保持器5腳輸出送至ADC0804A／D轉(zhuǎn)換器(如圖3所示)。
3、接口電路測溫儀信號經(jīng)運(yùn)算放大器，采樣保持送A／D轉(zhuǎn)換器。它是由ADC0804組成，它是單電源(＋5V)的8位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，輸入電壓范圍為0～5V，完成一次轉(zhuǎn)換時(shí)間需100μs，它的時(shí)鐘脈沖可由CPU提供或由芯片自動(dòng)產(chǎn)生。A／D輸出送至數(shù)據(jù)緩沖／鎖存器和EOC鎖存器(如圖3)。
EOC鎖存器，用來鎖存A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，供查詢用。該鎖存器是由74HC112和74HC244組成，它的輸出連到數(shù)據(jù)線D0位上。
數(shù)據(jù)緩沖鎖存器，它是STD數(shù)據(jù)總線D0～D7相連接，將STD總線送來的通道號送至BCD／＋進(jìn)制譯碼器和八選一模擬開關(guān)選取AD590某一路(IC00～I(xiàn)C79)；將A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)和狀態(tài)傳送到STD總線上。緩沖器由八三態(tài)同相緩沖器74HC244組成，而鎖存器由八D觸發(fā)器74HC273組成。
模板譯碼器由IOEXP輸入輸出擴(kuò)展信號和A1～A7地址總線與模板予設(shè)的跨接線Ws的狀態(tài)相符時(shí)，本板被選中，模板譯碼器輸出接口譯碼器，模板譯碼器由74HC688和跨接線W1所組成。
口譯碼器，由Ao地址線，RD讀、WD寫信號和模板譯碼輸出信號，輸入輸出請求信號IORQ譯碼，其輸出去控制A／D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)束鎖存器和數(shù)據(jù)緩沖／鎖存器。口譯碼器是由74HC244、四一二輸入正與非門74HC00、四一二輸入正或門74HC32所組成。
二、測濕電路由濕度傳感器SRC－1數(shù)個(gè)和與之相對應(yīng)的各路濾波抗干擾電路、多路開關(guān)、采樣放大器、采樣保持器、A／D轉(zhuǎn)換器等接口電路。
如圖8所示，基本原理如同測溫電路，主要不同點(diǎn)是采用8片8路C4051多路開關(guān)，擴(kuò)大了使用路數(shù)。U9、U10是CA3140跟隨器，U13是CA3140為放大器放大倍數(shù)為50倍，進(jìn)入采樣保持器，當(dāng)輸入為“0”信號時(shí)，調(diào)正RW3使U12(LF398)輸出為Ov，相反，U10的3腳輸入100mV時(shí)，調(diào)正RW1使LF398輸出為5V，保證濕度從0～100％變化時(shí)，輸送給A／D模擬量為0－5V，對于多路開關(guān)選取和通道選擇取決于U11(74HC138)和74HC273。
中央控制器CPU與CPU連接有存貯器，I／O DART計(jì)數(shù)定時(shí)CTC。
CPU采用CMOSZ80，工作頻率為f＝4.000MHZ，具有抗干擾、低功耗優(yōu)點(diǎn)。
存貯器貯存容量由四塊28腳IC插座組成，U7為27C64、U8～U10由62C64組成，起始地址分別為00OOH、20OOH、40OOH、60OOH，存貯器存放使用程序串行輸入輸出控制器DART是一個(gè)可編程的雙通道的通用／異步通訊接收器／發(fā)送器電路、功能強(qiáng)，完成并行到串行轉(zhuǎn)換的輸出，或完成串行到并行轉(zhuǎn)換后輸入，實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的串行通訊。
計(jì)數(shù)器／定時(shí)器Z80－CTC是一種具有四個(gè)獨(dú)立通道的可編程序器件。
本實(shí)用新型之優(yōu)點(diǎn)采用微機(jī)控制檢測點(diǎn)多、功能全，對于冷庫大面積多點(diǎn)檢測量精度高，測試快、實(shí)現(xiàn)了冷庫的溫濕度自動(dòng)測量。
本實(shí)用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及附圖給出。


圖1為冷庫溫濕度測量儀外型結(jié)構(gòu)圖；圖2為冷庫溫濕度測量儀結(jié)構(gòu)方塊圖；圖3為冷庫溫濕度測量儀測溫部分方框圖；圖4為冷庫溫濕度測量儀采樣放大保持電路原理圖；圖5為冷庫溫濕度測量儀溫度采樣電路電原理圖；圖6為冷庫溫濕度測量儀測濕電路電原理圖；圖7為冷庫溫濕度測量儀測濕電路電原理圖。
測量儀外殼結(jié)構(gòu)由圖1知，(1)為殼體、(2)為面板，面板(2)上(3)為冷庫庫號，(4)為溫度顯示，(5)為濕度顯示，下面按鍵(6)為連微機(jī)，(7)為自動(dòng)／手動(dòng)(8)清“0”，(9)庫號、(10)電源開關(guān)。測量儀電路結(jié)構(gòu)由圖2、3所示，測濕電路電溫度采樣電路，放大采樣保持，接口電路，與主機(jī)聯(lián)接，前面80路AD590傳感器探頭，因輸出阻抗大，可以長距離使用，便于遙測和集中監(jiān)測，要求供電范圍為5V～30V；測濕電路由濾波抗干擾電路，多路開關(guān)電路，放大采樣電路和接口電路組成，兩接口電路分別與微機(jī)CPU相接，該測量儀總線采用STD總線，可以隨便與STD工業(yè)控制機(jī)模板配置，配有顯示器、鍵盤、打印機(jī)、RS－232，為了使機(jī)器工作正常、傳感器、電纜加有專門的防潮絕緣措施，整個(gè)測試儀工作穩(wěn)定可靠。
權(quán)利要求1.一種冷庫溫濕度測量儀，其特征在于測量儀外面為殼體(1)，前面為面板(2)，內(nèi)裝有電路控制板，其電路由兩部分組成，溫度檢測電路，由溫度采樣電路，放大采樣保持電路及接口電路組成，一路為80路輸入，濕度檢測電路濾波抗干擾電路，多路開關(guān)電路，放大采樣電路及接口電路組成，另一路為60路輸入，兩接口電路直接與中央控制器CPU相接，中央控制器CPU同時(shí)與Z80DART，存貯器和Z80CTC相接。
2.按權(quán)利要求1所述之測量儀，其特征在于溫度檢測電路前80路輸入，溫度傳感器，采用AD590JH采樣電路，濕度檢測電路前為64路輸入，采用RSC－1型傳感器。
3.按權(quán)利要求1所述之測量儀，其特征是采樣電路為AD590、V1為CD4028是CMOS的BCD碼／＋進(jìn)制譯碼器，V2為CD4051是CMOS八選一模擬開關(guān)，電路把CMOS邏輯電平控制和多路開關(guān)控制相結(jié)合，最大限度地組合利用器件通道，與以把八位二進(jìn)制碼完成最多達(dá)80路AD590測溫電路的通斷控制，從U2(CD4051)3腳輸出接R1做取樣電阻，每升高10K時(shí)增加10mV電壓信號送至放大采樣保持電路。
4.按權(quán)利要求1所述之測量儀，其特征在于放大器采樣保持器由三個(gè)CMOS芯片CA3140組成，U3、U4為同相跟隨器，U5為放大器，U5的輸出送至采樣保持器U6(LF398)，該采樣保持器5腳輸出送至ADC0804A／D轉(zhuǎn)換器。
5.按權(quán)利要求1所述之測量儀，其特征在于接口電路、信號經(jīng)過運(yùn)算放大器，采樣保持送A／D轉(zhuǎn)換器。它是由ADC0804組成，它是單電源(＋5V)的8位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，輸入電壓范圍為0～5V，完成一次轉(zhuǎn)換時(shí)間需100μs，它的時(shí)鐘脈沖可由CPU提供或由芯片自動(dòng)產(chǎn)生。A／D輸出送至數(shù)據(jù)緩沖／鎖存器和EOC鎖存器(如圖3)。
6.按權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征在于測濕電路主要采用8片8路CD4051多路開關(guān)，U9、U10是CA3140跟隨器，U13是CA3140為放大器放大倍數(shù)為50倍，進(jìn)入采樣保持器。
專利摘要本裝置屬于一種溫濕度檢測裝置，其結(jié)構(gòu)是由溫度檢測電路，濕度檢測電路組成，溫度檢測電路由溫度采樣，采樣放大后接口電路組成，濕度檢測電路由濾波抗干擾、多路開關(guān)、放大采樣電路及接口電路組成。同時(shí)輸入給CPU，CPU又同時(shí)與Z80DART存貯器、Z80CTC連接，實(shí)現(xiàn)冷庫溫濕度自動(dòng)檢測。優(yōu)點(diǎn)采用微機(jī)控制，功能全，測量精度高，速度快，實(shí)現(xiàn)了冷庫的溫濕度自動(dòng)測量。
文檔編號G01N27/22GK2166432SQ93227328
公開日1994年5月25日 申請日期1993年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月17日
發(fā)明者楊維玉, 潘國安, 周桂芝, 李健 申請人:中國科學(xué)院沈陽計(jì)算技術(shù)研究所