RHLOG-Ⅱ型温度自记仪的研制

　　一、RHLOG-Ⅱ型温度自记仪的原理

　　RHLOG-Ⅱ型温度自记仪是一种电池供电的长时间微型温度数据采集存储装置,它的原理简图见图1。

　　该温度自记仪的工作过程简述如下:

　　热敏元件感受温度变化,通过放大器转换成适当幅度的电压变化,该电压输入到单片机内部的AD中,由单片机进行AD转换并把测量的结果保存在EEPROM中,保存在EEPROM中的数据通过RS232接口电路送到微机中进行数据处理。

　　本温度自记仪设计有专门的电源管理模块对转换电路、放大器以及EEPROM等外围电路进行电源管理;同时用软件对单片机进行工作模式管理,这样可以将整个系统的功耗降至最小。

　　二、关键技术及措施

　　温度自记仪作为一种长时间微型温度数据采集存储装置,如何降低功耗是最关键的技术。由于它需要向微机中送数据,通讯速率和通讯可靠性也是很关键的技术。针对以上技术特征,本温度自记仪在设计上采取了以下措施。

　　1.选用微功耗的芯片。

　　2.进行电源管理　将暂时不使用的电路部分的电源关闭,只有使用时才打开。

　　3.设计不同的工作模式　针对不同的工作阶段采用不同的工作模式,本项目的工作模式有:

　　STOP模式　系统上电后或测量结束后进入此模式。此时时钟停止振荡,整个系统的功耗最低,此时整个系统的电流小于1微安。

　　WATCH模式系统　在计时过程中进入此模式。此时除了指定的资源在运行外,所有其它的功能均被关闭。此时整个系统的电流为6微安。

　　SLEEP模式　系统在定时或等待通讯数据时进入此模式。此时CPU工作时钟停止,其它部分正常工作。

　　4.采用双时钟系统　针对不同的工作阶段,采用不同的工作时钟。本项目采用了Mainclock和Subclock两种时钟方式。在测量和通讯时采用高速时钟,而在其它阶段采用低速时钟。这样能很好地解决通讯速率与功耗之间的矛盾。5.取微机串口通讯线上的能量作为温度自记仪本身的通讯电源。这样做不但减少了电池的能量消耗,而且还提高了通讯可靠性。

　　三、主要功能和技术参数

　　1.主要功能

　　主要功能有:(1)测温功能;(2)存储功能;(3)通讯功能;(4)延时起动功能;(5)自检功能;(6)省电功能。

　　2.主要技术参数

　　电源电压:DC 3.6V　静态电流:小于1μA

　　温度测量范围:-20℃~75℃　温度测量精度:±0.3℃

　　温度测头响应时间:<12秒(测头外置式、水中)

　　测量间隔:1秒~9小时,以秒为单位连续可调