[实用新型]高精度智能化数字温度计

说明书

本实用新型涉及一种温度计，具体地说，涉及一种高精度的温度传感器和智能化的二次仪表。

地温观测是地震前兆观测的重要手段之一。通过对地温异常的观测研究曾成功地预报了地震。在某些情况下，地震前温度异常的变化量很大，有几度的变化；在这种情况下，对数字温度计的测量精度和分辨率的要求并不很高。但在较多情况下，温度异常的变化量并不大，这就要求数字温度计具有较高的测量精度和分辨率。

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种高精度智能化数字温度计。

本实用新型的目的是这样实现的，即由探头和二次仪表组成。

①探头采用高精度温度传感器，即选用10MHz的晶体振荡器；当温度升高1℃时，晶体振荡器的频率升高920Hz。该温度计每次进行一次温度测量的时间为10.9890秒，故其分辨率为0.0001℃。亦可选用1MHz的晶体振荡器。

②由于探头要置于井下，而二次仪表要置于井上所建造的观测室内，中间需要远距离传输；也就是说，井下探头输出的高频信号需要通过电缆传输至地面上的二次仪表。10MHz的高频信号经数十米至数百米的电缆传输后，将会使频率信号严重衰减。为此，在探头内装有本机振荡电路(晶体)和混频电路，将测温晶体振荡器产生的高频信号转换成数十KHz的低频信号，然后再将此低频信号经电缆传输给二次仪表。在低频情况下，信号的衰减较小。

③二次仪表由依次连接的放大整形器、单片机(89C51)、译码锁存驱动器和数字显示器组成。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、灵敏度高，漂移小，具有高精度和高分辨率，能满足地震前兆地温观测的需要。

2、电路设计合理简洁，尽量用软件代替硬件。由于采用了单片机，不仅大大简化了电路，提高了可靠性，并使其功能增多和智能化程度增强。

3、尽可能地开发单片机的软件功能，如单片机的软件具有时钟功能，毋需另外再用时钟芯片，可将整点值自动存入单片机RAM中，需要时可随时读出。

4、体积小、重量轻、操作使用方便。

下面结合附图和实施例详细说明：

图1为本实用新型组成框图；

图2为本实用新型面板图；

图3为探头的I型电路图；

图4为探头的II型电路图；

图5为二次仪表电路图。其中：

A-探头，1-测温晶体振荡器，2-参考晶体振荡器，3-整形器，4-混频器，5-功率放大器；

B-二次仪表，6-放大整形器，7-单片机，8-译码锁存驱动器，9-数字显示器。

10-整点显示开关，11-复位开关，12-电源。

由附图可知，本实用新型由探头A和二次仪表B组成，中间通过长距离电缆连接。

探头A由测温晶体振荡器1、参考晶体振荡器2、整形器3、数字混频器4、功率放大器5组成；测温晶体振荡器1与整形器3.1相连接，参考晶体振荡器2与整形器3.2相连接，它们又分别与数字混频器4相连接；数字混频器4与功率放大器5相连接；功率放大器5再与二次仪表B的放大整形器6相连接。

二次仪表B由依次连接的放大整形器6、单片机7、译码锁存驱动器8和数字显示器9组成；即放大整形器6与单片机7相连接，单片机7与译码锁存驱动器8相连接，译码锁存驱动器8与数字显示器9相连接。

探头的I型电路，由图3和图5可知：探头A输出的频率信号送至单片机7的T1端，由单片机7进行记数；单片机7选用“89C51”，这类单片机的EPROM在片内，功耗低，性能可靠，且价格低廉，使电路得到简化，仪器的功耗也有所降低。通过软件产生准确的控制记数所需的时间间隔(10.9890秒)，从而保证测量的灵敏度和精度。此外，单片机7将频率信号转换成温度值，并将温度值由二进制码转换成BCD码，再将BCD码通过I/O口将六位十进制数依次送进6个译码锁存驱动器(4511)8之中，4511又将锁存在其中的BCD码转换成段码，分别控制有6个LED数码管的数字显示器9。

另外，利用单片机7的存储功能，可将每天24个温度读数的整点值存储在单片机7的随机存储器RAM中，并在每天的某一规定时间内将此24个整点依次读出，可避免观测员经常进出观测室进行观测记录的麻烦。

本实用新型有打印接口，可将观测结果打印输出；还具有通信接口，供信号输出用。

此外，单片机7还具有时钟功能，即用单片机7软件产生时钟信号，毋需另外配备时钟。

如图2所示面板，具体操作如下：