CN1088845C - 一种风速/温度测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风速/温度测量仪，适用于测量目标环境、管道、风洞等场合的风速和温度。结构特点是，将温度测量与风速测量回路由转换开关有机地结合为一体，使两种功能合一成为单独产品，增补了测量领域一新家族。控制系统采用单片机微处理器，使液晶显示屏直接显示所测数据。供电回路由三个电源管理模块向转换电路、放大电路及微处理器等间歇供电。同现有技术相比，具有体积小、重量轻、使用方便、精度高、稳定性好的优点。
Description
本发明属于风速、温度测量仪器，尤其是由电池供电的智能化手持式风速测量和温度测量仪器。
目前在现有技术中，风速测量仪和温度测量仪是各自独立的产品，单独使用。风速测量仪是用于测量目标环境、管道、风洞、隧道等场合的风速。而温度测量仪不仅可用于上述场合的环境温度测量，还可用于空调系统调试、供暖效果测试、温室冷库温度等各种需要测量温度变化过程的场合。两种测量仪为独立产品、单独使用的缺点是，如果在同一场合使用，同时需要测量风速及温度，就会给使用者带来麻烦和不便。而随着经济建设的发展，在同一场合测量风速和温度的要求将越来越多。另外，现有技术中的风速测量仪分为指针显示和数字显示两种。指针显示的风速测量仪，体积大、比较笨重，而且指针显示的数值需要修正，是一种较为落后的老式风速表。数字式显示的风速测量仪，比较轻便，但需要采用AD值映射的方法查表，然后再去驱动LCD。并且生产复杂、维修困难，属于非智能化仪表。
针对上述现有技术中存在的缺点，本发明的发明目的是提供一种风速测量与温度测量合一、体积小、使用便捷、生产简单、维修方便的智能化手持式风速/温度测量仪。
为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案采用如下方式实现：风速/温度测量仪，它包括风速测头、温度测头、转换电路、两个放大电路、恒压源、恒流源、转换开关、A/D转换器、ABC三个电源管理模块、存储器、电压监测电路、时钟、微处理器、电源开关、电池及液晶显示屏。所述微处理器中含有CPU及I/O口。其结构特点是，所述的微处理器中还设有时钟及其控制电路和液晶控制/驱动器。时钟控制电路可控制所设时钟振荡。液晶控制/驱动器可控制所设液晶显示屏显示。所述温度测头感受温度后，经转换电路转换成电压，再经放大电路一对电压进行幅度放大，然后经转换开关接通并送入到A/D转换器中进行AD变换，变换的结果通过I/O口送入到微处理器中，微处理器根据存储器中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏上。所述风速测头将风速转换成电压后，经放大电路二对电压进行幅度放大，然后经转换开关接通并送入到A/D转换器中进行AD变换，变换的结果送入到微处理器中，微处理器根据存储器中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏上。其中转换电路、放大电路一及恒压源由受微处理器控制的电源管理模块C供电。放大电路二及恒流源由受微处理器控制的电源管理模块B供电。存储器及A/D转换器由受微处理器控制的电源管理模块A供电。电源管理模块C、电源管理模块B、电源管理模块A、电压监测电路经电源开关控制由电池供电。电压监测电路接入微处理器的I/O口。
按照上述的技术方案，所述转换开关是一个双刀双掷的、设有四对应二接点的机械转换开关，除了切换两路电信号外还向微处理器输入两种状态信号的一种。
由于本发明采用了热球式风速传感器、高精度的热敏电阻温度传感器、单片机微处理器及风速测量部分所用的恒流源装置，并把风速测量回路与温度测量回路通过转换开关使之有机地结合为一体，成为具有两种测量功能合一的风速/温度测量仪，弥补了现有技术的不足，增补了本技术领域测量仪器的一新家族。可广泛应用于管道、目标环境、建筑等不同场合的风速、温度的测量。又由于本发明采用以微处理器为主的控制技术，可使全机运行中采用不同的工作模式，使整个系统功耗最低，同现有技术相比，具有体积小，重量轻、生产简单、维修方便、使用便捷、测量精度高、稳定性好的优点。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明做进一步说明。
图1是本发明的工作原理图；
图2是本发明的具体实施电路连接图。
参看图1，风速/温度测量仪包括风速测头17、温度测头1、转换电路2、放大电路3和18、恒压源4、恒流源19、转换开关16、A/D转换器15、电源管理模块C5、电源管理模块B6、电源管理模块A7、存储器8、电压监测电路9、时钟10、微处理器11、电源开关12、电池13及液晶显示屏14。在微处理器11中含有CPU和I/O口及所设时钟及其控制电路和液晶控制/驱动器。时钟控制电路可控制所设时钟10振荡。液晶控制/驱动器可控制所设液晶显示屏14显示。本发明工作原理如下：当测量温度时，所述温度测头1感受温度后，经转换电路3转换电压，再经放大电路3对电压进行幅度放大，然后经转换开关16转换接通并将电压送入到A/D转换器15中进行AD变换，变换的结果经I/O口送入到微处理器11中，微处理器11根据存储器8中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏14上。当测量风速时，所述风速测头17将风速转换成电压后，经放大电路18对电压进行幅度放大，然后经转换开关16转换接通并将电压送入到A/D转换器15中进行AD变换，变换结果经I/O口送到微处理器11中，微处理器11根据存储器8中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏上。其中转换电路2、放大电路3及恒压源4由受微处理器11控制的电源管理模块C5供电。放大电路18及恒流源19由受微处理器11控制的电源管理模块B6供电，存储器8及A/D转换器15由受微处理器11控制的电源管理模块A7供电。电源管理模块C5、电源管理模块B6、电源管理模块A7、电压监测电路9经电源开关12控制由电池13供电。电压监测电路9接入微处理器11的I/O口。上述的转换开关15是双刀双掷的、设有四对应二接点的机械转换开关，除了切换两路电信号外还向微处理器11输入两种状态信号的一种。所述电源管理模块C5和电源管理模块A7中含有负电源转换器。有了上述的电源管理模块，不但可以分时间歇供电，实现自动关机，更重要的是在风速和温度测头为一体的情况下，温度测量不会因热球的热量而受到影响。
参看图2，图2是本发明具体实施电路连接图。在所使用的微处理器MCU中含有CPU、I/O口及时钟控制电路和液晶控制/驱动器。时钟控制电路控制时钟振荡器XO振荡。液晶控制/驱动器控制液晶显示屏LCD显示数据。当测量温度时，温度测头即热敏电阻RT，它感受温度后经由电阻R14～R17组成的转换电路转换成电压，经由放大器A3、电阻R9～R22、电容C1和C2组成的放大电路对电压幅度放大，然后把转换开关S1接通，经电阻R27将电压送入到转换器A/D中进行AD变换，变换的结果经I/O口送入到微处理器MCU中，同时经I/O口也将状态信号送入到微处理器中。微处理器MCU根据存储器EEPROM中的标定数据进行数据处理，而后通过其内所设的液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏LCD上。其中的转换开关S1设有四对应二接点，除切换两路电信号外，还可向微处理器MCU输入当时所用的状态信号。当测量风速时，所述由热球式测头AVS将所测风速转换成电压后，经由电阻R9～R12、放大器A2组成的放大电路对电压幅度放大，然后把转换开关S1转换接通，经电阻R27将电压信号送入到转换器A/D中进行AD变换，同时将状态信号经I/O口送入到微处理器中。……以后的工作过程与上述测量温度的工作过程相同，不再赘述。回路中，上述的转换电路、由放大器A3等组成的放大电路、所设由电阻R13和稳压二级管Z2组成的恒压源由受微处理器MCU控制的由三级管T5、负电源转换器U2、电解电容E3和E4组成的电源管理模块供电。由放大器A2等组成的放大电路及所设由放大器A1、电阻R5～R8、三级管T4、可变电阻VR1、稳压二级管Z1组成的恒流源由受微处理器MCU控制的由三级管T2、电阻R2和R3、三级管T3组成的电源管理模块供电。存储器EEPROM、转换器A/D由受微处理器MCU控制的由电阻R31、三级管T7、三级管T1、负电源转换器U1、电解电容E1和E2组成的电源管理模块供电。上述的三个电源管理模块及由可变电阻VR2、电阻R23～R25、三级管T6组成的电压监测电路经电源开关12控制从电池BATT供电。电压监测电路由三级管T6的集电极接入微处理器MCU中。另外，上述的存储器EEPROM可以改用型号为FLASH等一类的非易失性存储器。
本发明的使用过程中，它在测量时使用的是单时钟系统。具有两种工作模式，即STOP工作模式和SLEEP工作模式。在运行规定的时间后系统进入STOP工作模式。此时时钟停止振荡整个系统的功耗最低，由此实现自动关机。如果想再进行测量，再按一次电源开关S2即可。另一种SLEEP模式是指，此时微处理器MCU停止运行而其它资源都在运行，因而可以节省一部分电能，如果有外部中断则退出此工作模式。当然在实际使用中，如果不进行风速或温度测量时，应将电源开关S2关闭，只有使用时才打开。
Claims (4)
1.一种风速/温度测量仪，它包括风速测头(17)、温度测头(1)、转换电路(2)、放大电路(3，18)、恒压源(4)、恒流源(19)、转换开关(16)、A/D转换器(15)、电源管理模块C(5)、电源管理模块B(6)、电源管理模块A(7)、存储器(8)、电压监测器(9)、时钟(10)、微处理器(11)、电源开关(12)、电池(13)及液晶显示屏(14)，所述微处理器(11)中含有CPU及I/O口，所述微处理器(11)中还设有时钟及其控制电路和液晶控制/驱动器，时钟控制电路可控制所设时钟(10)振荡，液晶控制/驱动器可控制所设液晶显示屏(14)显示；所述温度测头(1)感受温度后，经转换电路(2)转换电压，再经放大电路(3)对电压进行幅度放大，然后经转换开关(16)接通并将电压送入到A/D转换器(15)中进行AD变换，变换的结果送入到微处理器(11)中，微处理器(11)根据存储器(8)中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结构显示在液晶显示屏(14)上；其特征是，所述风速测头(17)由风速转换成电压后，经放大电路(18)对电压进行幅度放大，然后经转换开关(16)转换接通并将电压送入到A/D转换器(15)中进行AD变换，变换的结果送入到微处理器(11)中，微处理器(11)根据存储器(8)中的标定数据进行数据处理，而后通过液晶控制/驱动器把结果显示在液晶显示屏(14)上；其中转换电路(2)、放大电路(3)及恒压源(4)由受微处理器(11)控制的电源管理模块B(6)供电，存储器(8)及A/D转换器(15)由受微处理器(11)控制的电源管理模块A(7)供电，电源管理模块C(5)、电源管理模块B(6)、电源管理模块A(7)、电压监测电路(9)经电源开关(12)控制由电池(13)供电，电压监测电路(9)接入微处理器(11)的I/O口。
2.按照权利要求1所述的风速/温度测量仪，其特征是：所述转换开关(15)是一个双刀双掷的，设有四对应二接点的机械转换开关，除了切换两路电信号外还向微处理器(11)输入两种状态信号的一种。
3.按照权利要求1或2所述的风速/温度测量仪，其特征是：所述存储器(8)为非易失性存储器，型号为EEPROM或者FLASH。
4.按照权利要求3所述的风速/温度测量仪，其特征是：所述电源管理模块C(5)和电源管理模块A(7)中含有负电源转换器。
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