专利名称：便携式温度测量记录装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度测量产品，具体地说是一种便携式温度测量记录装置。
目前，市场使用的温度测量电子产品，多采用传统的设计方案，需要使用温度传感器将温度转换成模拟信号，然后通过放大器放大模拟信号、通过模数转换器转换成数字信号，再输入主控器进行温差修正等必不可少的工作。其结构复杂、使用电子元件较多，因而产品整体体积较大、功耗较高；受各部分电子元件使用环境、自身精度的限制，测量时易受电磁干扰、总体测量精度十分有限。衍生的温度监控电子装置，在原有设计上增加了温度超限报警和数据记录的功能，但是由于多用于固定场合温度监测，且监控周期无法调整，所以应用范围较小；如果使用过程中供电电源突发故障，电子装置更将立即瘫痪。
为解决以上温度测量产品的功能不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单，体积小，功耗低，不受干扰，测温精确，可设定启动时间、停止方式、测量记录时间间隔和报警温度界限，并可提供电源电压检测和电源欠压掉电记录的智能型便携式温度测量记录装置。
本实用新型的技术方案如下所述包括主控制器、数据存储器、接口电路、数字温度传感器、报警电路和脉冲供电电路，带有时钟振荡电路的主控制器与数据存储器相连，其输出输入信号分别接自接口电路、数字传感器、报警电路和脉冲供电电路，所述脉冲供电电路的输入端与数据存储器连接，输出端至主控制器，具体为
所述主控制器通过输入输出口分别与数据存储器的时钟脚SCL、输入脚SI、输出脚SO、片选脚CS连接，提供数据记录存储的功能，所述数据存储器提供初始上电复位和数据记录存储的功能；主控制器通过输入输出口XTAL1、XTAL2与时钟振荡电路中的振荡器及第二、三电容并联，所述时钟电路为主控制器提供震荡脉冲，保证主控制器按照特定频率工作；所述接口电路由RS232转换器、接口元件、第四～九电容组成，其中第一RS232转换器的接收输出口ROUT、发送输入口TIN分别与主控制器的接收发送口RX、TX连接，其接收输入口RIN、发送输出口TOUT分别与接口电路的接口元件的第四、第二脚连接；第二RS232转换器的接收输出口ROUT与主控制器的输入输出口连接，其接收输入口RIN与接口电路的接口元件的第一脚连接；第一、二RS232转换器的关断脚SD至主控制器的输入输出口，并经第八电阻与电源串联，提供关断RS232转换器降低功耗的功能；第四电容两端与第一RS232转换器的接地脚GND、负压脚V-连接，第五电容两端与第一RS232转换器的接地脚GND、电源脚VCC连接，第六电容两端与第一RS232转换器的电容正、负极脚C1+、C1-连接，第七～九电容分别跨接在第二RS232转换器的接地脚GND与负压脚V-、接地脚GND与电源脚VCC、电容正极脚C1+、电容负极脚C1-之间，接口元件的3脚接地，所述接口电路用以完成TTL电平与RS232电平之间的转换，保证主控制器与计算机进行信息传送；所述数字传感器的数据脚2经第六电阻与主控制器的输入输出口串联，其电源脚1与电源串联，接地脚3经第五电阻与主控制器的输入输出口串联，用以直接将温度转换成TTL电平数字信号，供主控制器处理使用；所述报警电路由第七电阻和报警器件组成，其中第七电阻一端接电源，另一端串联报警器件后至数字传感器的接地脚3，如果环境温度超出报警界限，该电路将提供发光、发声报警功能；所述脉冲供电电路由第一～四电阻、第一电容、第一功率管组成，其中第一电阻串联在数据存储器复位脚RST与电源之间，第一功率管发射极经第三电阻与电源串联，其基极经第二电阻与电源串联，且经第一电容与数据存储器复位脚RST串联，其集电极并联第四电阻，且与主控制器复位脚RST相联，该电路与数据存储器结合，具有脉冲供电降低功耗、电源电压检测等功能，该电路与数据存储器结合，提供间隔脉冲供电降低整体功耗，并且利用其低电压复位功能来检测电源电压，防止正常使用过程中电源电压的欠压断电；所述脉冲供电电源采用电池供电方式；所述数字传感器为数字温度传感器；所述报警电路中报警器件为发光管或蜂鸣器等。
本实用新型具有如下优点1．结构简单，设计合理。本实用新型屏弃传统设计方案中的放大电路、模数转换电路等必不可少的部分，摆脱了放大电路易受电磁干扰、模数转换电路转换精度受限的不足，采用新型高精度数字传感器直接输出数字信号，因而不受干扰，降低功耗，体积小巧，测温精确。
2．具有电源自检，预防断电功能。正常待机状态，本实用新型的发光管按照一定频率闪烁，当脉冲供电电路的电源电压低于一定数值时，发光管不发光闪烁，指示电源欠压，此功能防止使用过程中突发的电源欠压断电。
3．功耗低微，成本低廉。本实用新型采用先进的脉冲供电电路，将正常工作状态下的平均功耗降至几十微安，所以可以采用廉价的电池供电方式。
4．按需设定，使用灵活。本实用新型可设定启动时间、停止方式、测量记录时间间隔和报警温度界限于数据存储器里，并可提供电源欠压掉电时间记录，这样就可以根据实际需要设定本实用新型的工作状态，更精确有效地测量记录温度数据。
5．应用广泛。本实用新型将温度测量、数据记录、温度超限声光报警、电源电压检测和脉冲供电电路有机结合，集成面积小于10平方厘米，电池供电，这样不但适于固定宽敞环境、还适于窄小移动环境的温度测量记录，因而可以广泛应用在科研、畜牧、工农业、教学、卫生、制冷等领域。如果根据需要将数字温度传感器换成其它类型的湿度、压力、力矩、加速度等传感器，或者采用其它的报警方式如声音报警、震动报警等，使用范围将更加广泛。
图1为本实用新型电路原理图。
以下结合附图对本实用新型的结构及工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，包括主控制器U1、数据存储器U2、接口电路、数字温度传感器P2、报警电路和脉冲供电电路，带有时钟振荡电路的主控制器U1与数据存储器U2相连，其输出输入信号分别接自接口电路、数字传感器P2、报警电路和脉冲供电电路，所述脉冲供电电路的输入端与数据存储器U2连接，输出端至主控制器U1，具体为所述主控制器U1通过输入输出口INT0、INT1、P3．4、P3．5分别与数据存储器U2的时钟脚SCL、输入脚SI、输出脚SO、片选脚CS连接；主控制器U1通过输入输出口XTAL1、XTAL2与时钟振荡电路中的振荡器X1及第二、三电容C2、C3并联；所述接口电路由RS232转换器U3、U4、接口元件U5、第四～九电容C4～C9组成，其中第一RS232转换器U3的接收输出口ROUT、发送输入口TIN分别与主控制器U1的接收发送口RX、TX连接，其接收输入口RIN、发送输出口TOUT分别与接口电路的接口元件U5的第四、第二脚连接；第二RS232转换器U4的接收输出口ROUT与主控制器U1的输入输出口P1．5连接，其接收输入口RIN与接口电路的接口元件U5的第一脚连接；第一、二RS232转换器U3、U4的关断脚SD至主控制器U1的输入输出口P1．4，并经第八电阻R8与电源串联；第四电容C4两端与第一RS232转换器U3的接地脚GND、负压脚V-连接，第五电容C5两端与第一RS232转换器U3的接地脚GND、电源脚VCC连接，第六电容C6两端与第一RS232转换器U3的电容正、负极脚C1+、C1-连接，第七～九电容C7～C9分别跨接在第二RS232转换器U4的接地脚GND与负压脚V-、接地脚GND与电源脚VCC、电容正极脚C1+、电容负极脚C1-之间，接口元件U5的3脚接地；所述数字传感器P2的数据脚2经第六电阻R6与主控制器U1的输入输出口P1．7串联，其电源脚1与电源串联，接地脚3经第五电阻R5与主控制器U1的输入输出口P1．6串联；所述报警电路由第七电阻R7和作为报警器件L1的发光管组成，其中第七电阻R7一端接电源，另一端串联发光管后至数字传感器P2的接地脚3；所述脉冲供电电路由第一～四电阻R1～R4、第一电容C1、第一功率管P1组成，其中第一电阻R1串联在数据存储器U2复位脚RST与电源之间，第一功率管P1发射极经第三电阻R3与电源串联，其基极经第二电阻R2与电源串联，且经第一电容C1与数据存储器U2复位脚RST串联，其集电极并联第四电阻R4，且与主控制器U1复位脚RST相联；所述脉冲供电电源采用电池供电方式；所述数字传感器P2为数字温度传感器。
所述主控制器U1采用AT89C2051；数据存储器U2采用X25645；RS232转换器U3、U4采用ADM101E；数字传感器P2采用DS1820数字温度传感器。
本实用新型工作原理如下当根据实际需要，把启动时间、停止方式、测量记录时间间隔和报警温度界限等工作状态参数预先设定并存储于数据存储器U2里，即可将本实用新型置于使用环境中。本实用新型将保持待机状态并通过时钟振荡电路、脉冲供电电路自动计时，直至启动时间才开始正常的测量记录工作，测量记录的实际时间间隔由初始参数设定。如果使用过程中环境温度高于报警温度上限或低于报警温度下限，本实用新型的发光管L1将常亮报警。测量记录的温度数据达到指定数量、或达到数据存储器容量时，本实用新型将自动从工作状态转换回待机状态；也可以连续工作，循环覆盖记录直至读取本实用新型中数据存储器U2的数据。在测量记录时，若电源突然断电，本实用新型会通过主控制器U1记录下断电时段，这样就可以清楚知道无效数据段。
所述主控制器U1亦可采用LG97C2051；所述数据存储器U2亦可采用X25165或X25045；所述数字温度传感器采用DS1620、DS1624、AD7414、AD7415、AD7416等；所述数字传感器P2亦可采用数字湿度传感器、数字压力传感器、数字力矩传感器、数字加速度传感器等；其中数字温度传感器采用DS1820、DS1620、DS7414、AD7415或AD7416等；所述报警电路中报警器件L1亦采用蜂鸣器，即声音、振动等其它报警方式也属本实用新型技术思想所及。
权利要求1．一种便携式温度测量记录装置，包括主控制器(U1)、数据存储器(U2)、接口电路、数字温度传感器(P2)、报警电路和脉冲供电电路，其特征在于带有时钟振荡电路的主控制器(U1)与数据存储器(U2)相连，其输出输入信号分别接自接口电路、数字传感器(P2)、报警电路和脉冲供电电路，所述脉冲供电电路的输入端与数据存储器(U2)连接，输出端至主控制器(U1)，具体为所述主控制器(U1)通过输入输出口分别与数据存储器(U2)的时钟脚SCL、输入脚SI、输出脚SO、片选脚CS连接，所述数据存储器(U2)提供初始上电复位和数据记录存储的功能；主控制器(U1)通过输入输出口XTAL1、XTAL2与时钟振荡电路中的振荡器(X1)及第二、三电容(C2、C3)并联，所述时钟电路为主控制器(U1)提供震荡脉冲；所述接口电路由RS232转换器(U3、U4)、接口元件(U5)、第四～九电容(C4～C9)组成，其中第一RS232转换器(U3)的接收输出口ROUT、发送输入口TIN分别与主控制器(U1)的接收发送口RX、TX连接，其接收输入口RIN、发送输出口TOUT分别与接口电路的接口元件(U5)的第四、第二脚连接；第二RS232转换器(U4)的接收输出口ROUT与主控制器(U1)的输入输出口连接，其接收输入口RIN与接口电路的接口元件(U5)的第一脚连接；第一、二RS232转换器(U3、U4)的关断脚SD至主控制器(U1)的输入输出口，并经第八电阻(R8)与电源串联；第四电容(C4)两端与第一RS232转换器(U3)的接地脚GND、负压脚V-连接，第五电容(C5)两端与第一RS232转换器(U3)的接地脚GND、电源脚VCC连接，第六电容(C6)两端与第一RS232转换器(U3)的电容正、负极脚C1+、C1-连接，第七～九电容(C7～C9)分别跨接在第二RS232转换器(U4)的接地脚GND与负压脚V-、接地脚GND与电源脚VCC、电容正极脚C1+、电容负极脚C1-之间，接口元件(U5)的3脚接地，所述接口电路用以完成TTL电平与RS232电平之间的转换，保证主控制器(U1)与计算机进行信息传送；所述数字传感器(P2)的数据脚2经第六电阻(R6)与主控制器(U1)的输入输出口串联，其电源脚1与电源串联，接地脚3经第五电阻(R5)与主控制器(U1)的输入输出口串联，用以直接将温度转换成TTL电平数字信号，供主控制器(U1)处理使用；所述报警电路由第七电阻(R7)和报警器件(L1)组成，其中第七电阻(R7)一端接电源，另一端串联报警器件(L1)后至数字传感器(P2)的接地脚3，在环境温度超出报警界限情况下，提供报警功能；所述脉冲供电电路由第一～四电阻(R1～R4)、第一电容(C1)、第一功率管(P1)组成，其中第一电阻(R1)串联在数据存储器(U2)复位脚RST与电源之间，第一功率管(P1)发射极经第三电阻(R3)与电源串联，其基极经第二电阻(R2)与电源串联，且经第一电容(C1)与数据存储器(U2)复位脚RST串联，其集电极并联第四电阻(R4)，且与主控制器(U1)复位脚RST相联，该电路与数据存储器(U2)结合，提供间隔脉冲供电降低整体功耗，并且利用其低电压复位功能来检测电源电压，防止正常使用过程中电源电压的欠压断电。
2．按权利要求1所述的便携式温度测量记录装置，其特征在于所述脉冲供电电源采用电池供电方式。
3．按权利要求1所述的便携式温度测量记录装置，其特征在于所述数字传感器(P2)为数字温度传感器。
4．按权利要求1所述的便携式温度测量记录装置，其特征在于所述报警电路中报警器件(L1)为发光管或蜂鸣器。
5．按权利要求1所述的便携式温度测量记录装置，其特征在于所述主控制器(U1)采用AT89C2051或LG97C2051；数据存储器(U2)采用X25645、X25165或X25045；第一、第二RS232转换器(U3、U4)采用ADM101E。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式温度测量记录装置。包括主控制器、数据存储器、接口电路、数字温度传感器、报警电路和脉冲供电电路,带有时钟振荡电路的主控制器与数据存储器相连,其输出输入信号分别接自接口电路、数字传感器、报警电路和脉冲供电电路,所述脉冲供电电路的输入端与数据存储器连接,输出端至主控制器。它结构简单、体积小、功耗低、测温精确,使用灵活,不受干扰,广泛应用于科研、畜牧、工农业、教学、卫生、制冷等领域。
文档编号G01K7/00GK2429821SQ0021267
公开日2001年5月9日 申请日期2000年7月19日 优先权日2000年7月19日
发明者曹智荀 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所