專利名稱：溫度/濕度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于溫度、濕度測(cè)量?jī)x器，尤其是由電池供電的智能化手持式溫度測(cè)量和濕度測(cè)量?jī)x器。
溫度/濕度測(cè)量?jī)x適用于測(cè)量目標(biāo)環(huán)境、氣象、建筑、溫室等各種需要測(cè)量溫度或濕度變化過(guò)程的場(chǎng)合。現(xiàn)有技術(shù)中一般采用的數(shù)字式顯示的溫濕度測(cè)量?jī)x因?yàn)殪`敏度較差，所以在濕度測(cè)量的溫度漂移較大時(shí)，不能對(duì)濕度進(jìn)行溫度補(bǔ)償。另外，數(shù)字式顯示的溫濕度測(cè)量?jī)x在使用中，需要采用AD值映射的方法查表，然后再去驅(qū)動(dòng)LCD，給出測(cè)量結(jié)果。屬于非智能化儀表。存在著使用麻煩、體積大、笨重、維修困難、測(cè)量精度差、功耗高的缺點(diǎn)。
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種體積小、重量輕、測(cè)量精度高、使用方便的以微處理器為控制核心的智能化手持式溫度/濕度測(cè)量?jī)x，它不僅能夠根據(jù)溫度對(duì)濕度進(jìn)行溫度補(bǔ)償，而且具有電源管理功能，可以節(jié)省電能。
為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用如下方式實(shí)現(xiàn)溫度/濕度測(cè)量?jī)x，它包括溫度測(cè)頭、濕度測(cè)頭、轉(zhuǎn)換電路、兩個(gè)放大電路、兩個(gè)恒壓源、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、ABC三個(gè)電源管理模塊、存儲(chǔ)器、電壓監(jiān)測(cè)電路、時(shí)鐘、微處理器、電源開(kāi)關(guān)、電池及液晶顯示屏。所述微處理器中含有CPU及I/O□。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述的微處理器中還設(shè)有時(shí)鐘及其控制電路和液晶控制/驅(qū)動(dòng)器。時(shí)鐘控制電路可控制所設(shè)時(shí)鐘振蕩。液晶控制/驅(qū)動(dòng)器可控制所設(shè)液晶顯示屏顯示。所述溫度測(cè)頭感受溫度后，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓，再經(jīng)放大電路—對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接通并送入到A/D轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果通過(guò)I/O□送入到微處理器中，微處理器根據(jù)存儲(chǔ)器中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏上。所述濕度測(cè)頭將濕度轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)放大電路二對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接通并送入到A/D轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果送入到微處理器中，微處理器根據(jù)存儲(chǔ)器中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)行溫度補(bǔ)償，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏上。其中轉(zhuǎn)換電路、放大電路—及恒壓源—由受微處理器控制的電源管理模塊C供電。放大電路二及恒壓源二由受微處理器控制的電源管理模塊B供電。存儲(chǔ)器及A/D轉(zhuǎn)換器由受微處理器控制的電源管理模塊A供電。電源管理模塊C、電源管理模塊B、電源管理模塊A、電壓監(jiān)測(cè)電路經(jīng)電源開(kāi)關(guān)控制由電池供電。電壓監(jiān)測(cè)電路接入微處理器的I/O□。
按照上述的技術(shù)方案，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是一個(gè)雙刀雙擲的、設(shè)有四對(duì)應(yīng)二接點(diǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，除了切換兩路電信號(hào)外還向微處理器輸入兩種狀態(tài)信號(hào)的一種。
由于本發(fā)明采用了電容式濕度傳感器、高精度的熱敏電阻溫度傳感器、單片機(jī)微處理器，形成了能夠?qū)穸冗M(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)闹悄芑瘻囟?濕度測(cè)量?jī)x，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足?？蓮V泛應(yīng)用于目標(biāo)環(huán)境、氣象、建筑、溫室等不同場(chǎng)合的溫度、濕度的測(cè)量。又由于本發(fā)明采用以微處理器為主的控制技術(shù)，可使全機(jī)運(yùn)行中采用不同的工作模式，使整個(gè)系統(tǒng)功耗最低，同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有體積小，重量輕、生產(chǎn)簡(jiǎn)單、維修方便、使用便捷、測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖；圖2是本實(shí)用新型的具體實(shí)施電路連接圖。
參看圖1，溫度/濕度測(cè)量?jī)x包括溫度測(cè)頭1、濕度測(cè)頭17、轉(zhuǎn)換電路2、放大電路3和19、恒壓源4和18、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)16、A/D轉(zhuǎn)換器15、電源管理模塊C5、電源管理模塊B6、電源管理模塊A7、存儲(chǔ)器8、電壓監(jiān)測(cè)電路9、時(shí)鐘10、微處理器11、電源開(kāi)關(guān)12、電池13及液晶顯示屏14。在微處理器11中含有CPU和I/O□及所設(shè)時(shí)鐘及其控制電路和液晶控制/驅(qū)動(dòng)器。時(shí)鐘控制電路可控制所設(shè)時(shí)鐘10振蕩。液晶控制/驅(qū)動(dòng)器可控制所設(shè)液晶顯示屏14顯示。本實(shí)用新型工作原理如下當(dāng)測(cè)量溫度時(shí)，所述溫度測(cè)頭1感受溫度后，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路2轉(zhuǎn)換成電壓，再經(jīng)放大電路3對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)16轉(zhuǎn)換接通并將電壓送入到A/D轉(zhuǎn)換器15中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果經(jīng)I/O□送入到微處理器11中，微處理器11根據(jù)存儲(chǔ)器8中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏14上。當(dāng)測(cè)量濕度時(shí)，所述濕度測(cè)頭17將濕度轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)放大電路19對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)16轉(zhuǎn)換接通并將電壓送入到A/D轉(zhuǎn)換器15中進(jìn)行AD變換，變換結(jié)果經(jīng)I/O□送到微處理器11中，微處理器11根據(jù)存儲(chǔ)器8中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)行溫度補(bǔ)償，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏14上。其中轉(zhuǎn)換電路2、放大電路3及恒壓源4由受微處理器11控制的電源管理模塊C5供電。放大電路19及恒壓源18由受微處理器11控制的電源管理模塊B6供電，存儲(chǔ)器8及A/D轉(zhuǎn)換器15由受微處理器11控制的電源管理模塊A7供電。電源管理模塊C5、電源管理模塊B6、電源管理模塊A7、電壓監(jiān)測(cè)電路9經(jīng)電源開(kāi)關(guān)12控制由電池13供電。電壓監(jiān)測(cè)電路9接入微處理器11的I/O□。上述的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)16是雙刀雙擲的、設(shè)有四對(duì)應(yīng)二接點(diǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，除了切換兩路電信號(hào)外還向微處理器11輸入兩種狀態(tài)信號(hào)的一種。所述電源管理模塊C5、電源管理模塊B6和電源管理模塊A7中含有負(fù)電源轉(zhuǎn)換器。有了上述的電源管理模塊，就可以對(duì)不同的電路部分實(shí)現(xiàn)分時(shí)間歇供電，進(jìn)行電源管理而節(jié)省電能。
參看圖2，圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施電路連接圖。在所使用的微處理器MCU中含有CPU、I/O□及時(shí)鐘控制電路和液晶控制/驅(qū)動(dòng)器。時(shí)鐘控制電路控制時(shí)鐘振蕩器XO振蕩。液晶控制/驅(qū)動(dòng)器控制液晶顯示屏LCD顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)測(cè)量溫度時(shí)，溫度測(cè)頭即熱敏電阻RT，由電阻R10和穩(wěn)壓二極管Z2組成的恒壓源提供恒定的電壓，它感受溫度后經(jīng)由電阻R11～R13組成的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)由放大器A2、電阻R14～R17、電容C3和C4組成的放大電路對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S1接通，經(jīng)電阻R9將電壓送入到轉(zhuǎn)換器A/D中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果經(jīng)I/O□送入到微處理器MCU中，同時(shí)經(jīng)I/O□也將狀態(tài)信號(hào)送入到微處理器中。微處理器MCU根據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)其內(nèi)所設(shè)的液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏LCD上。其中的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S1設(shè)有四對(duì)應(yīng)二接點(diǎn)，除切換兩路電信號(hào)外，還可向微處理器MCU輸入當(dāng)時(shí)所用的狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)測(cè)量濕度時(shí)，濕度測(cè)頭采用電容式濕度測(cè)頭HUS，它由電阻R3和穩(wěn)壓二極管Z1組成的恒壓源提供恒定的電壓，將所測(cè)濕度轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)由電阻R4～R6、放大器A1組成的放大電路對(duì)電壓幅度放大，然后把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S1轉(zhuǎn)換接通，經(jīng)電阻R9將電壓信號(hào)送入到轉(zhuǎn)換器A/D中進(jìn)行AD變換，同時(shí)將狀態(tài)信號(hào)經(jīng)I/O□送入到微處理器中。進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和溫度補(bǔ)償……以后的工作過(guò)程與上述測(cè)量溫度的工作過(guò)程相同，不再贅述。回路中，上述的轉(zhuǎn)換電路、由放大器A2等組成的放大電路、所設(shè)由電阻R10和穩(wěn)壓二級(jí)管Z2組成的恒壓源由受微處理器MCU控制的由三級(jí)管T4、負(fù)電源轉(zhuǎn)換器U3、電解電容E5和E6組成的電源管理模塊供電。由放大器A1等組成的放大電路及由電阻R3和穩(wěn)壓二極管Z1組成的為濕度測(cè)頭HUS供電的恒壓源由受微處理器MCU控制的由三級(jí)管T2、電阻R2和R3、三級(jí)管T3、負(fù)電源轉(zhuǎn)換器U2、電解電容E3和E4組成的電源管理模塊供電。存儲(chǔ)器EEPROM、轉(zhuǎn)換器A/D由受微處理器MCU控制的由電阻R24、三級(jí)管T6、三級(jí)管T1、負(fù)電源轉(zhuǎn)換器U1、電解電容E1和E2組成的電源管理模塊供電。上述的三個(gè)電源管理模塊及由可變電阻VR1、電阻R18～R20、三級(jí)管T5組成的電壓監(jiān)測(cè)電路經(jīng)電源開(kāi)關(guān)S2控制從電池BATT供電。電壓監(jiān)測(cè)電路由三級(jí)管T5的集電極接入微處理器MCU中。另外，上述的存儲(chǔ)器EEPROM可以改用型號(hào)為FLASH等一類的非易失性存儲(chǔ)器。
本實(shí)用新型的使用過(guò)程中，它在測(cè)量時(shí)使用的是單時(shí)鐘系統(tǒng)。具有兩種工作模式，即STOP工作模式和SLEEP工作模式。在運(yùn)行規(guī)定的時(shí)間后系統(tǒng)進(jìn)入STOP工作模式。此時(shí)時(shí)鐘停止振蕩，整個(gè)系統(tǒng)的功耗最低，由此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)。如果想再進(jìn)行測(cè)量，再按一次電源開(kāi)關(guān)S2即可。另一種SLEEP模式是指，此時(shí)微處理器MCU停止運(yùn)行而其它資源都在運(yùn)行，因而可以節(jié)省一部分電能，如果有外部中斷則退出此工作模式。當(dāng)然在實(shí)際使用中，如果不進(jìn)行溫度或濕度測(cè)量時(shí)，應(yīng)將電源開(kāi)關(guān)S2關(guān)閉，只有使用時(shí)才打開(kāi)。
權(quán)利要求1.一種溫度/濕度測(cè)量?jī)x，它包括溫度測(cè)頭(1)、濕度測(cè)頭(17)、轉(zhuǎn)換電路(2)、放大電路(3，19)、恒壓源(4，18)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(16)、A/D轉(zhuǎn)換器(15)、電源管理模塊C(5)、電源管理模塊B(6)、電源管理模塊A(7)、存儲(chǔ)器(8)、電壓監(jiān)測(cè)電路(9)、時(shí)鐘(10)、微處理器(11)、電源開(kāi)關(guān)(12)、電池(13)及液晶顯示屏(14)，所述微處理器(11)中含有CPU及I/O□，其特征是所述微處理器(11)中還設(shè)有時(shí)鐘及其控制電路和液晶控制/驅(qū)動(dòng)器，時(shí)鐘控制電路可控制所設(shè)時(shí)鐘(10)振蕩，液晶控制/驅(qū)動(dòng)器可控制所設(shè)液晶顯示屏(14)顯示；所述溫度測(cè)頭(1)感受溫度后，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路(2)轉(zhuǎn)換電壓，再經(jīng)放大電路(3)對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(16)接通并將電壓送入到A/D轉(zhuǎn)換器(15)中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果送入到微處理器(11)中，微處理器(11)根據(jù)存儲(chǔ)器(8)中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏(14)上；所述濕度測(cè)頭(17)將濕度轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)放大電路(19)對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(16)轉(zhuǎn)換接通并將電壓送入到A/D轉(zhuǎn)換器(15)中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果送入到微處理器(11)中，微處理器(11)根據(jù)存儲(chǔ)器(8)中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)行溫度補(bǔ)償，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏(14)上；其中轉(zhuǎn)換電路(2)、放大電路(3)及恒壓源(4)由受微處理器(11)控制在電源管理模塊C(5)供電，放大電路(18)及恒壓源(18)由受微處理器(11)控制的電源管理模塊B(6)供電，存儲(chǔ)器(8)及A/D轉(zhuǎn)換器(15)由受微處理器(11)控制的電源管理模塊A(7)供電，電源管理模塊C(5)、電源管理模塊B(6)、電源管理模塊A(7)、電壓監(jiān)測(cè)電路(9)經(jīng)電源開(kāi)關(guān)(12)控制由電池(13)供電，電壓監(jiān)測(cè)電路(9)接入微處理器(11)的I/O□。
2.按照權(quán)利要求1所述的溫度/濕度測(cè)量?jī)x，其特征是所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(16)是一個(gè)雙刀雙擲的、設(shè)有四對(duì)應(yīng)二接點(diǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，除了切換兩路電信號(hào)外還向微處理器(11)輸入兩種狀態(tài)信號(hào)的一種。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的溫度/濕度測(cè)量?jī)x，其特征是所述存儲(chǔ)器(8)為非易失性存儲(chǔ)器，型號(hào)為EEPROM或者FLASH。
4.按照權(quán)利要求3所述的溫度/濕度測(cè)量?jī)x，其特征是所述電源管理模塊C(5)、電源管理模塊B(6)和電源管理模塊A(7)中含有負(fù)電源轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種溫度/濕度測(cè)量?jī)x,適用于測(cè)目標(biāo)環(huán)境、氣象、建筑、溫室等場(chǎng)合的溫度和濕度。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是,控制系統(tǒng)采用單片機(jī)微處理器,使液晶顯示屏直接顯示所測(cè)數(shù)據(jù),并能根據(jù)溫度對(duì)濕度進(jìn)行補(bǔ)償。供電回路由三個(gè)電源管理模塊向轉(zhuǎn)換電路、放大電路及微處理器等間歇供電,進(jìn)行電源管理。同現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有體積小、重量輕、使用方便、精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01W1/04GK2403039SQ9924866
公開(kāi)日2000年10月25日 申請(qǐng)日期1999年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月28日
發(fā)明者朱彥武, 梁強(qiáng)威, 高宏 申請(qǐng)人:清華同方股份有限公司