[实用新型]粮食温度监测仪

说明书

本实用新型属于温度检测装置，适合在贮存粮食中使用。

目前粮食贮存都是放在一个固定的贮粮的容器内，为了保持粮食不变质，要保证贮粮容器的干燥和空气流通，甚至在贮粮之前对贮粮进行干燥或防霉加工，然后放入贮粮容器内，此种贮粮方法简单，目前被广泛采用，贮存量大，经济实用，贮存和使用运输都很方便，但其不足之处是对贮粮容器内的粮食发生霉变无法发现，造成很大损失之后才能被看出，这样无疑造成很大的浪费，给大批量的粮食贮存带来不便。

为解决以上之不足，本实用新型的目的提供一种粮食温度监测仪，利用粮仓中粮食变质产生热量的原理，采用半导体温度传感器件对粮食中的若干点进行温度检测，通过微机处理，显示出粮食中温度变化位置，及早发现，有效的解决了粮食贮存中发生霉变的监测问题。

本实用新型的结构设计是这样实现的：粮食温度监测仪其结构由以微处理器为核心的中央控制器，操作键盘及显示器组成，粮食中多点温度传感器（PN结传感器）通过专用电缆与中央控制器相接，中央控制器同时包含有采样放大电路，A／D转换电路，定时电路与R232接口电路采样端的传感器探头以专用电缆与滤波电路网络相接，经滤波后输入给放大器将信号放大，再输入给A／D转换器，经数据总线输入给中央控制器之微处理器，经数据处理后由CRT输出。详细电路结构如下：

（1）温度电压信号转换

用WM系列硅PN结做温度传感器，该PN结电流在100mA左右，当温度变化时，PN结电压是线性变化的特点，当温度在－50～＋50℃范围内，温度每升高1℃时，电压下降2.1mV，只要保证PN结电流在100mA左右，为此要想得到精确的结压降，真实反应温度值，本监测仪采用高精度＋5V电源，加在30K精密电阻和PN结串联回路上，PN结在570mV～780mV之间变化，以而把温度变量改为电压信号；

（2）专用PN结电缆，此电缆是将数个PN结，按一定方式和一定距离固定在电缆中，具有抗拉、抗冲击、传导性能好特点；

（3）抗干扰滤波电路、具体采用电阻电容二级滤波，保证传输正确；

（4）采样放大电路，放大器由CA3140（U5～U7）组成，U5、U6为同相电压跟随器，用来缓冲和隔离，R1、R2、RW1组成基压（参数电压），U5的3角为信号输入，U7为放大器，通过RW2调“0”，通过RW3调满刻度，J2连接A／D电路相应通道；

（5）32路A／D转换电路：该监测仪采用A／D电路用12位或8位A／D转换器，A／D转换电路和前面采样放大电路一样都有译码器，多路开关，运算放大器等电路：其中采样保持器－由LF398芯片组成，它将保证AlD转换期间信号保持不变；A／D转换器：选用8位A／D转换器，组件为ADC0804，它是单一的＋5V电源的8位分辨率的模数转换芯片，输入电压为0～5V；数据缓冲和锁存器，它与STD数据总线D0～D7相连接，将STD总线送来的信号通过开关译码器和多路开关，将A／D转换器的数据和状态信号送到STD总线上，缓冲器是由八三态同相缓冲器74HC244组成，而锁存器是由八D触发器74HC273组成；

（6）CPU微处理器：采用CMOS880  CPU与贮存器相接，U7为27C64，U8～U9为62C64组成，CPU同时连接有Z80－S10（串行输入输出控制器）；Z80～CTC（计数器／定时器）。

本测量仪电路整机供电由直流电源供电。

结合附图说明其工作过程：其总体结构由图1所示，温度电压信号由传感器输出，由PN结将温度检测信号输出变成电信号（如图7所示），传感器输出信号通过低频阻容电路输入到多路开关（如图6所示），多路开关由七片U8～U14（CD4051）组成，每片有八个通道，本监测仪选用50个通道，由数据总线D2～D0决定，而片选则由D5～D3决定，50路输出接到放大器输入端U5的3脚（如图6、2所示）放大器由CA3140（U5～U7）组成，J2接通A／D电路通道，32路A／D转换电路用一块A／D电路组成，为芯片ADC0804，采样保持器由LF398芯片组成（如图9所示），它将保证A／D转换期间信号保存不变。

A／D转换器的转换时间为100μS，它的时钟脉冲可由CPU提供或芯片自动产生。数据缓冲与数据锁存器，它与STD数据总线D0～D7相连接，将STD总线送来的通道号传送给开关译码器和多路开关，将A／D转换的数据和状态信号送到STD总线上，缓冲器是由八三态同相缓冲器74HC244组成，而锁存器是由八D触发器74HC273组成（如图10所示），CPU接收数据后存入存贮器中27C46和6264同时通过串行输入输出接口DART和定时CTC直接将结果输出给外部设备、显示器和打印机。