一种便携式低温温度计的利记博彩app
【专利摘要】一种便携式低温温度测量装置，其包括：低温温度传感器、A/D转换器、恒流源、基准电阻、单片机、液晶显示屏、通讯串口器件、开关、电源稳压器和内置电池；内置电池经电源稳压器稳压后分别为单片机和恒流源供电；恒流源为低温温度传感器提供一个稳定电流；低温温度传感器输出的电压信号经A/D转换器转换成数字信号后由单片机读取，经单片机查询内置的分度表并转换为温度值，之后显示在液晶屏上；除温度传感器外其余部件均置于一机壳内，节约空间；整机体积小，便于随身携带和迅速开展测量工作；其测量精度仅由基准电阻精度和A/D转换器件精度决定；适于低温环境使用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于测试测量仪表领域的温度计，特别涉及一种用于测量低温（约4K? 300K，或-269°C到室温/27°C )的便携式低温温度计。 一种便携式低温温度计
【背景技术】
[0002] 现有低温温度计多由低温温度传感器、恒流源、精密电压表和计算机组成，由恒流 源为传感器提供工作电流，用电压表测出传感器输出的电压值，再根据对此传感器预先测 算的电压-温度分度表，由计算机程序查表、换算，得到被测温度。整套装置体积较大，需要 交流供电，难以实现小型化，现场应用较不方便。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种能够用于低温温度测量的便携式低温温度计，测量范围 可达 4K ?300K(-269°C ?27°C )。
[0004] 为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
[0005] 本发明提供的便携式低温温度计，其包括：低温温度传感器、A/D转换器、恒流源、 基准电阻、单片机、液晶显示屏、通讯串口器件、开关、电源稳压器和内置电池；其特征在于： 所述A/D转换器件、恒流源、基准电阻、单片机、通讯串口器件、电源稳压器和内置电池置于 一机壳内；所述液晶显示屏置于机壳的开槽，所述开关引出机壳的开孔；所述低温温度传 感器置于机壳外；
[0006] 所述内置电池经电源稳压器稳压后分别为单片机和恒流源供电；恒流源为低温温 度传感器提供一个稳定电流；低温温度传感器输出的电压信号经A/D转换器转换成数字信 号后由单片机读取，经单片机查询内置的分度表并转换为温度值，之后显示在液晶屏上；或 者单片机将得出的温度值经通讯串口器件发送到计算机，由计算机内置软件实现温度值的 记录。
[0007] 上述技术方案中，根据测温场合和温度范围的不同，所述的低温温度传感器可为 钼电阻温度传感器、碳电阻温度传感器、铑铁电阻温度传感器、热电偶温度传感器或二极管 温度传感器等各种不同类型的传感器；如果需要，低温温度传感器可以拆下更换。
[0008] 上述技术方案中，A/D转换器件为具有不少于10位精度的A/D转换集成电路，例 如ADI公司的AD7705、AD7793或TI公司的ADS1247等；在精度要求不高时，也可以利用单 片机内部提供的A/D转换电路;A/D转换器件与基准电阻二者中精度较差者决定整个便携 式低温温度计的测试精度。
[0009] 上述技术方案中，所述的恒流源、低温温度传感器与基准电阻之间的连接方式有 两种方式：第一种是恒流源、低温温度传感器与基准电阻串联由低温恒流源供电；第二种 是使用两个完全一致的第一恒流源和第二恒流源，其中第一恒流源为低温温度传感器供 电，第二恒流源为基准电阻供电；所述恒流源使用任何常用的恒流源电路，其精度不影响测 试精度。
[0010] 上述技术方案中，基准电阻两端的电压作为A/D转换器件的基准电压信号；在上 述技术方案中，无论基准电阻、低温温度传感器与恒流源之间的连接是按上述第一种连接 方式连接还是第二种连接方式连接，由于低温温度传感器与基准电阻通过的电流完全相 同，A/D转换器件测得的信号实际是低温温度传感器电阻值与基准电阻电阻值的比值，因 此，恒流源本身精度并不影响测量精度；当低温温度传感器相对固定、不需要经常更换时， 上述第一种连接更简单一些；当低温温度传感器需要经常更换时，采用第二种连接方式更 为方便。
[0011] 上述技术方案中，所述的单片机为AVR单片机、PIC单片机、51系列单片机、STM8 单片机或STM32单片机。
[0012] 上述技术方案中，所述液晶显示屏为笔段式液晶显示屏、点阵式液晶显示屏或彩 色TFT液晶显示屏；后两者液晶显示屏与单片机的连接方式较复杂，但能显示的信息更多； 也可以用LED数码管代替液晶显示屏，但其耗电量较大，电池使用时间会缩短。
[0013] 上述技术方案中，所述的通讯串口器件为RS-232串口、RS-485串口或USB ;如果不 需要将数据输出至计算机，也可以省略通讯串口器件；当使用USB形式的通讯串口时，可以 通过USB接口从计算机向本机供电，以节约电池电力；如果内置电池是充电电池时，还可以 通过USB接口为内置电池充电。
[0014] 上述技术方案中，通过与单片机相连的开关实现开机、关机、量程转换和显示单位 转换等功能；根据需要，所述开关可为按键开关、旋钮或拨动式开关。
[0015] 上述技术方案中，电源稳压电路为本发明的便携式低温温度计整机提供稳定的工 作电压。内置电池可为干电池、可充电干电池、锂离子电池、磷酸铁锂电池或镉汞电池。
[0016] 与现有技术相比，本发明提供的便携式低温温度计具有如下技术效果：
[0017] 本发明将除低温温度传感器之外的所有部件全部集成在单一机盒内，节约空间； 整机体积可做到比常用万用表更小，与数码相机、手机等大小相当，方便随身携带和迅速开 展测量工作；本发明可更换不同类型的温度传感器，从而适应测量不同温区、不同待测物的 需求；本发明可使用干电池或充电电池供电，一般使用时不必外接电源，较为便捷。正常测 量状态下内置电池可工作2小时以上，关机状态下内置电池可保持一个月以上的电力；本 发明的测量精度仅由基准电阻精度和A/D转换器件精度决定，机内恒流源精度不影响测量 精度；本发明在环境温度〇°C?40°C时均可正常工作；当使用镉汞电池时，工作温度可低 达-40。。。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 下面结合附图及实施例进一步描述本发明。
[0019] 图1是本发明（实施例1)的结构示意图；
[0020] 图2是本发明（实施例2)的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图及具体实施例进一步地描述本发明。
[0022] 实施例1
[0023] 本实施例结构如图1所示，其中，恒流源1使用分立器件搭建温度传感器2可使用 PT100、PT1000、热电偶或铑铁电阻；基准电阻3使用0. 01%级精密基准电阻；A/D转换器件4 使用ADI公司的AD7705型16位（4位半）转换芯片；单片机5使用ATMEL公司的ATMEGA48 型8位单片机，其内部可以存储前述温度传感器2的分度表数据，并按预定格式向液晶显示 屏8和通讯串口器件9输出数据；电源稳压器6使用HOLTEK公司的HT7133型3. 3V稳压芯 片；内置电池7使用串联使用的4节5号充电电池；液晶显示屏8使用4位笔段式液晶显示 屏；通讯串口器件9使用Maxim公司的MAX3232芯片，提供RS-232串口通讯功能；
[0024] 按下开关10启动本机后，内置电池7通过电源稳压器6向单片机5提供3. 3V稳 定工作电压，单片机5启动工作后，首先对恒流源1、A/D转换器件4、液晶屏8、通讯串口器 件9进行初始化；之后，恒流源1向温度传感器2提供稳定的工作电流，此电流随后再流过 基准电阻3,基准电阻3两端电压作为A/D转换器件4的基准电压；因此，A/D转换器件测得 的是温度传感器2电阻值与基准电阻3电阻值的比例。
[0025] 单片机5工作稳定后，即不断从A/D转换器件4中读取所采集的温度数据，经查 单片机机内储存的分度表，换算成温度值，并显示在4位笔段式液晶显示屏8上，同时向通 讯串口器件9输出温度数据；再次按下按键10后，单片机5首先关闭恒流源1、A/D转换器 件4、液晶屏8、通讯串口器件9的供电，然后自身进入休眠状态。本机可以实现从20K? 300K(-253°C?27°C )，精确到0. 1K的温度测量功能。
[0026] 实施例2
[0027] 本实施例结构如图2所示。其中温度传感器2可使用PT100、PT1000、热电偶或 铑铁电阻等，并可以方便地拆下更换；基准电阻3使用0. 001%级精密电阻。A/D转换器件 4使用ADI公司的AD7793型24位出位半）转换芯片，第一恒流源1和第二恒流源Γ使 用AD7793芯片内部提供的专用镜像恒流源，保证两者输出电流完全一致；单片机5使用ST 公司的STM32F103型32位单片机，可以储存数十只温度传感器的分度数据，可以设定以各 种不同单位、格式向液晶显示屏8和串通讯串口器件9输出温度数据；电源稳压器6使用 HOLTEK公司的HT7133型3. 3V稳压芯片；内置电池7使用一节800mAh锂聚合物充电电池； 液晶显示屏8使用122*32点阵式液晶显示屏；通讯串口器件9使用STM32F103单片机自带 的USB通讯模块；开关10为按键开关为整机提供开关机、量程设置、单位转换和校准功能。
[0028] 按开关10启动本机后，内置电池 7通过电源稳压器6向单片机5提供电力，单片 机5启动工作后，首先对第一恒流源1、第二恒流源Γ、A/D转换器件4、液晶显示屏8、串口 通讯器件9进行初始化；同时，第一恒流源1向低温温度传感器2提供稳定的工作电流，第 二恒流源Γ则向基准电阻3提供与第一恒流源1完全相同的工作电流，基准电阻3两端电 压作为A/D转换器件4的基准电压；因此，A/D转换器件4测得的实际是低温温度传感器2 电阻值与基准电阻3电阻值的比值。
[0029] 单片机5工作稳定后，即不断从A/D转换器件4中读取由低温温度传感器2所采 集的温度数据，经单片机5查机内储存的分度表，换算成温度值，并按设定好的单位、格式 显示在液晶显示屏8上，并以中/英文显示相应的提示信息，同时向串口通讯器件9输出温 度数据。
[0030] 按开关10时，单片机5按4K?20K、20K?100KU00K?300K的顺序依次改变输 出的量程格式；按单位变换键时，单片机5按热力学温标Κ、摄氏温度°C、华氏温度Τ的顺序 改变显示单位。
[0031] 单片机5同时不断检测内置电池7供电电压，电压过低时在液晶显示屏8上显示 低电量报警信息，提醒用户更换电池或为内置电池充电；当单片机5检测到USB接口连接到 计算机后，即控制电源稳压器6向内置电池7充电。
[0032] 再按开关10后，单片机5首先关闭恒流源1、A/D转换器件4、液晶显示屏8、通讯 串口器件9的供电，然后自身进入休眠状态。
[0033] 通过开关10还可以为本机设置超时待机功能，启用本功能后，如果超过设定的时 间未进行操作，单片机5可自动关闭各模块的供电，然后自身进入休眠状态，以节省电池电 力。
[0034] 本机的温度传感器接口为可更换式设计，换上新的温度传感器后，通过按键10可 以设定新传感器的分度表数据，也可以通过串口方式从计算机设定新传感器的分度数据。
[0035] 本机可以实现从4K?300K(-269°C?27°C )，精确到0· 01K的温度测量功能，比实 施例1提供了更多的功能。
[0036] 最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制；尽管参 照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方 案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围，其均应涵盖在本发明的 权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种便携式低温温度测量装置，其包括：低温温度传感器、A/D转换器、恒流源、基准 电阻、单片机、液晶显示屏、通讯串口器件、开关、电源稳压器和内置电池；其特征在于：所 述A/D转换器件、恒流源、基准电阻、单片机、通讯串口器件、电源稳压器和内置电池置于一 机壳内；所述液晶显示屏置于机壳的开槽，所述开关引出机壳的开孔；所述低温温度传感 器置于机壳外； 所述内置电池经电源稳压器稳压后分别为单片机和恒流源供电；恒流源为低温温度 传感器提供一个稳定电流；低温温度传感器输出的电压信号经A/D转换器转换成数字信号 后由单片机读取，经单片机查询内置的分度表并转换为温度值，之后显示在液晶屏上；或者 单片机将得出的温度值经通讯串口器件发送到计算机，由计算机内置软件实现温度值的记 录。
2. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的低温温度传感 器为钼电阻温度传感器、碳电阻温度传感器、铑铁电阻温度传感器、热电偶温度传感器或二 极管温度传感器。
3. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的A/D转换器为具 有不少于位精度的A/D转换集成电路。
4. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的恒流源、低温温 度传感器与基准电阻之间的连接方式有两种方式：第一种是恒流源、低温温度传感器与基 准电阻串联由低温恒流源供电；第二种是使用两个完全一致的第一恒流源和第二恒流源， 其中第一恒流源为低温温度传感器供电，第二恒流源为基准电阻供电。
5. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的基准电阻两端 的电压作为A/D转换器件的基准电压信号；A/D转换器件测得的信号实际是低温温度传感 器电阻值与基准电阻电阻值的比值。
6. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的单片机为AVR单 片机、PIC单片机、51系列单片机、STM8单片机或STM32单片机。
7. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的液晶显示屏为 笔段式液晶显示屏、点阵式液晶显示屏或彩色TFT液晶显示屏。
8. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的通讯串口器件 为 RS-232 串口、RS-485 串口或 USB。
9. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的开关为按键开 关、旋钮或拨动式开关。
10. 按权利要求1所述的便携式低温温度测量装置，其特征在于，所述的内置电池为干 电池、可充电干电池、锂离子电池、磷酸铁锂电池或镉汞电池。
【文档编号】G01K7/16GK104101440SQ201310118972
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2013年4月8日
【发明者】张 浩, 李来风, 黄荣进, 杨慧慧, 徐向东, 刘辉明 申请人:中国科学院理化技术研究所