CN1227529C - 便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，包括土壤含水量信号检测输入转换部分，气压信号检测输入转换部分，温度信号检测输入部分，按键部分，图形点阵式液晶显示器部分，大容量非易失存储部分，实时时钟部分，电源管理部分，通信接口部分，微处理器部分。传感器与测控部分组成一套便携式的温度压力检测记录装置。该装置测量精度高，功率消耗小，可存储大量数据，易于携带，适合各种工业和科研实验现场数据采集。还具有结构紧凑，体积小、使用方便，有记亿和打印功能，为科学研究提供有价值的参考资料。

Description

便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪

一、技术领域

本发明涉及工业测控和农业及生态科学技术研究中应用的便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，适合于土壤特性测定中对土体含水量、气压和温度测定。

二、背景技术

工业应用中现有的压力和温度检测装置都为单独检测压力或单独检测温度的二次仪表，主要存在以下不足：功能较为单一，且都不具备大量数据存储和自动记录功能，不具备数据汉字显示人机界面和通信界面，不具备低电压低功耗便携式功能，或不同时具备以上各项功能。这些缺陷极大限制了现有压力和温度检测装置在各种条件的工业和科研实验现场的应用。

三、发明内容

本发明目的是提供一种装置操作简便灵活，温度测量点数可自由扩展，带点阵式液晶显示器，可显示汉字或特殊符号，所测多个数据可长期存储，并可通过接口上传至PC机的便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪。

实现发明目的的技术方案是这样解决的：一种便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，其突出的进步在于包括一组测量土壤水分含量的张力计，其内部负压力通过压阻式差压传感器测量，并包括一组测量土壤空气压力的微压传感器，该微压传感器也为压阻式差压传感器，压阻式差压传感器的输出端分别连接于一组放大器，各个放大器的信号输出端连接于一个多路器，多路器的输出端连接一个模数转换器，模数转换器的信号输出端连接微处理器，一组温度一体化传感器连接微处理器，一个电源监测电路的信号输出端连接微处理器，一个电源控制电路信号输入端连接微处理器，一个电池组连接一个电压转换器，电源监测电路信号输出端连接电压转换器，电压转换器又连接电源控制电路，一个市电匹配器连接于电源监测电路，市电匹配器又连接于电源控制电路，一组按键连接于微处理器，一个液晶显示器连接微处理器，一个实时时钟连接微处理器，一个非易失存储器连接微处理器，一个通信接口电路连接微处理器。

实现发明功能的技术方案相对于常规同类装置有以下几点进步：

1)在压力传感器的后级，连接了一个高精度仪器专用放大器，使信号在放大过程中较好地抑制了共模干扰，减小了温度漂移，提高了稳定性；

2)温度传感器采用单片集成数字温度传感器，使温度测量更准确，电路连接更简洁，且扩展极为方便；

3)在电源管理方面采用集中控制的电压监测电路和电源控制电路，实现交、直流供电电源的自动平稳切换，低电压处理，系统空闲状态下关闭部分电路以降低功率消耗，以及蓄电池的充电；

4)人机界面采用图形点阵式液晶显示器，以汉字/数码/字符形式直观的显示系统状态，测定数据，键盘采用薄膜轻触式按键，配合液晶显示器，可实现菜单选择式的功能设置和数据查询。同时，该类型的显示器和键盘还具有更低的功率消耗；

5)数据存储采用大容量非易失串行存储器，可实现大量测量数据的长期保存，同时电路连接更简洁，性能更稳定可靠；

6)灵活的数据通信方式：可直接连接PC机以提取测量数据；可将多个装置用电缆连接组建测控网络；可连接数传电台实现无线测控。

本发明除上述特点外，还具有结构紧凑，体积小、使用方便，有记亿和打印功能，为科学研究提供有价值的参考资料。

四、附图说明

图1为便携式压力温度多路巡回检测自动记录仪原理框图；

图2为图1中除压力信号输入部分外的电路原理图。

图3为图1中压力信号输入部分的电路原理图。

五、具体实施方式

附图为本发明的具体实施例。

下面结合附图对本发明的内容做进一步的说明：

参照图1所示，便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪其特征在于包括一组张力计0，张力计的压力输出端连接于一组测真空度的压阻式差压传感器1a，一组测气压的压阻式差压传感器1b，压阻式差压传感器1a、1b输出端分别连接于一组高精度放大器2，各个高精度放大器2的信号输出端连接于一个多路器3，多路器3的输出端连接于一个模数转换器4，模数转换器4的信号输出端连接于微处理器5，一组温度一体化传感器6连接于微处理器5，一个电源监测电路7的信号输出端连接于微处理器5，一个电源控制电路8信号输入端连接于微处理器5，一个电池组10连接于一个电压转换器11连接于电源监测电路7，电压转换器11又连接于电源控制电路8，一个市电匹配器9连接于电源监测电路7，市电匹配器9又连接于电源控制电路8，一组按键13连接于微处理器5，一个液晶显示器14连接于微处理器5，一个实时时钟15连接于微处理器5，一个非易失存储器16连接于微处理器5，一个通信接口电路12连接于微处理器5。参照图2所示，T1～T8为一体化温度传感器，通过接插件(J21，J22，J23)～(J91，J92，J93)并行地与微处理器U1相连接；U2为微处理器控制电路，与电源监测电路U7相连接，又与U1相连接；U3为通信接口电路，与微处理器U1相连接；U4为非易失串行存储器电路，U5为实时时钟电路，U4、U5并行地与微处理器U1相连接；U6为电源控制电路，与直流电压转换器U8和市电匹配器U9相连接，又与U1相连接；DM1为点阵式液晶显示器，与微处理器U1相连接；KM1为键盘，与微处理器U1相连接；XT1为晶体振荡器，与U1相连接。电容C 1、C2与XT1相连接。BT1为蓄电池，通过接插件J11、J12与直流电压转换器U8相连接。BT2为微型锂电池，通过二极管D1与实时时钟电路U5相连接。XT2为晶体振荡器，与U5相连接。电源电压VCC通过二极管D2与实时时钟电路U5相连接。电阻R1、R2为U4、U5信号线上拉电阻。J10为市电插座，与市电匹配器U9相连接。

参照图3所示，AM1～AM8为8个通道的压力信号输入、滤波、放大电路，以AM1为例，PR1为压阻式差压传感器，电源V+、V-通过恒流产生电路S1与PR1相连接，压阻式差压传感器PR1通过输入电阻R13、R14与高精度放大器AR1相连接。电容C12～C14组成滤波网络，与R13、R14相连接。电阻R11、R12、电容C11组成负反馈网络，与高精度放大器AR1相连接。电阻R15与AR1相连接。C15、C16为电源滤波电容，并联于电源端。AM2～AM8电路结构与AM1相同。M1为模拟信号多路选择器，其8通道模拟信号输入端分别与AM1～AM8相连接，输出端与模数转换器ADC1相连接。M1和ADC1的控制输入端CTRL信号与图2中微处理器U1相连接ADC1的数据输出端DATA信号和INT信号与图2中微处理器U1相连接。

Claims (7)

1、一种便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，其特征在于包括一组张力计(0)，张力计的压力输出端连接于一组测真空度的压阻式差压传感器(1a)，一组测气压的压阻式差压传感器(1b)，压阻式差压传感器(1a)、(1b)输出端分别连接于一组放大器(2)，各个放大器(2)的信号输出端连接于一个多路器(3)，多路器(3)的输出端连接于一个模数转换器(4)，模数转换器(4)的信号输出端连接于微处理器(5)，一组温度一体化传感器(6)连接于微处理器(5)，一个电源监测电路(7)的信号输出端连接于微处理器(5)，一个电源控制电路(8)信号输入端连接于微处理器(5)，一个电池组(10)连接于一个电压转换器(11)，电压转换器(11)连接于电源监测电路(7)，电压转换器(11)又连接于电源控制电路(8)，一个市电匹配器(9)连接于电源监测电路(7)，市电匹配器(9)又连接于电源控制电路(8)，一组按键(13)连接于微处理器(5)，一个液晶显示器(14)连接于微处理器(5)，一个实时时钟(15)连接于微处理器(5)，一个非易失存储器(16)连接于微处理器(5)，一个通信接口电路(12)连接于微处理器(5)。

2、根据权利要求1所述的便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，其特征在于同时测量土壤水分含量、气压和温度。

3、根据权利要求1所述的便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，其特征在于同一条数据线上同时连接多个温度传感器，且温度测量点数自由扩展。

4、根据权利要求1所述的便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，其特征在于使用图形点阵式液晶显示器。

5、根据权利要求1所述的便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，其特征在于供电电源是直流电池或交流市电。

6、根据权利要求1所述的便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，其特征在于同时具有大容量非易失存储器和实时时钟。

7、根据权利要求1所述的便携式多路土壤水分、气压、温度自动检测仪，其特征在于所说的温度传感器为单片集成数字温度传感器。

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