[发明专利]北斗GPS授时的石英晶体温度计

权利要求书

1.一种北斗GPS授时的石英晶体温度计，其特征在于：包括GPS天线(2)、北斗天线(3)、GPS模块(5)、北斗模块(6)、石英晶体探头(1)、振璗器(4)、高速计数器(7)、选通控制模块(8)、单片机+固体硬盘(9)、人机接口(10)、显示单元(12)；北斗天线(3)接收北斗卫星授时信号，北斗模块(6)输出高精度秒脉冲到选通控制模块(8)；GPS天线(2)接收GPS卫星授时信号，GPS模块(5)输出高精度秒脉冲到选通控制模块(8)；选通控制模块(8)同时还接受人机接口(10)的指令，选通控制模块(8)向高速计数器(7)提供开门脉冲和关门脉冲；石英晶体探头(1)和振璗器(4)组成石英晶体振璗器输出正弦波，正弦波的频率随石英晶体探头(1)的温度而变化；高速计数器(7)前端的脉冲整形电路将正弦波转换为同频率的窄尖脉冲，高速计数器(7)在选通控制模块(8)提供的开门脉冲和关门脉冲之间的时间间隔内，精确计量窄尖脉冲数，对一个特定的石英晶体探头(1)，该窄尖脉冲频率与石英晶体探头(1)的温度单值相关；单片机+固体硬盘(9)内部存有该特定的石英晶体探头(1)的频率——温度曲线，经显示单元(12)显示温度及温度变化速率；单片机+固体硬盘(9)与DCS(11)的接口支持现场总线，符合IEC61158Ed.3现场总线标准；人机接口(10)用于选择北斗／GPS授时信号，确定开门脉冲和关门脉冲之间的时间间隔。

2.根据权利要求1所述的北斗GPS授时的石英晶体温度计，其特征是所述的石英晶体探头(1)必须分别对每一只石英晶体探头进行标定，并将石英晶体探头(1)的频率--温度曲线存入单片机+固体硬盘(9)，标定的精确度将决定石英晶体探头(1)的精确度。

3.根据权利要求1所述的北斗GPS授时的石英晶体温度计，其特征是所述的石英晶体探头(1)与振璗器(4)连接电缆的分布电容应受到严格控制，越小越好；石英晶体探头(1)与振璗器(4)共同组成高Q值石英晶体振璗器。

4.根据权利要求1所述的北斗GPS授时的石英晶体温度计，其特征是所述的高速计数器(7)前端的脉冲整形电路将正弦波的上半波变换为宽度小于10ns的尖脉冲，下半波切除；高速计数器(7)数出1s内的尖脉冲数即为石英晶体探头(1)的频率，同理，高速计数器(7)数出N s内的尖脉冲数再除以N，为石英晶体探头(1)的更为精确的N s内的平均频率，加长高速计数器(7)的计数周期能够提高北斗GPS授时的石英晶体温度计的分辨率和精确度；高速计数器(7)的高频计数上限为100MHz。

5.根据权利要求1所述的北斗GPS授时的石英晶体温度计，其特征是所述的选通控制模块(8)决定高速计数器(7)的计数周期，最短1s，最长10s，可在人机接口(10)设定，步长1s；选通控制模块(8)同时接收GPS模块(5)和北斗模块(6)的秒脉冲，秒脉冲宽度小于10ns；人机接口(10)选定GPS模块(5)和北斗模块(6)两者之一为主模块，另一模块为辅模块，当主模块秒脉冲信号故障时辅模块的秒脉冲信号自动替补；选通控制模块(8)输出的开门脉冲和关门脉冲为宽度小于10ns的尖脉冲；选通控制模块(8)设定的计数周期同时送入单片机+固体硬盘(9)。

6.根据权利要求1所述的北斗GPS授时的石英晶体温度计，其特征是所述的单片机+固体硬盘(9)计算尖脉冲的频率，再按石英晶体探头(1)的频率——温度曲线计算出N s周期内的平均温度；加上时标后存入数据库；在显示单元(12)上显示即时温度、温度变化速率℃／min、1小时温度变化曲线；单片机+固体硬盘(9)与DCS(11)的接口支持现场总线，符合IEC61158Ed.3现场总线标准。

7.根据权利要求1所述的北斗GPS授时的石英晶体温度计，其特征是所述的GPS天线(2)接收GPS卫星授时信号，GPS模块(5)输出高精度秒脉冲到选通控制模块(8)；秒脉冲宽度小于10ns；同一应用系统中的若干台北斗GPS授时的石英晶体温度计能够共享GPS模块(5)输出的高精度秒脉冲。

8.根据权利要求1所述的北斗GPS授时的石英晶体温度计，其特征是所述的北斗天线(3)接收北斗卫星授时信号，北斗模块(6)输出高精度秒脉冲到选通控制模块(8)；秒脉冲宽度小于10ns；同一应用系统中的若干台北斗GPS授时的石英晶体温度计能够共享北斗模块(6)输出的高精度秒脉冲。