專利名稱：植物葉面溫度傳感變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是用于對農(nóng)業(yè)溫室大棚、野外、田間的農(nóng)作物或樹木的葉面溫度變化情況進(jìn)行測量的且具有4-20mA通用模擬電流信號接口的高精度溫度傳感器，可遠(yuǎn)距離傳輸。
單片機(jī)通過與高精度溫度傳感器DS18B20芯片(2)相連的軟引線(4)將當(dāng)前溫度值讀入，經(jīng)內(nèi)部運(yùn)算、線性化、校準(zhǔn)后將測量結(jié)果以脈沖寬度調(diào)制(PWM)的方式輸出，再經(jīng)PWM->電流轉(zhuǎn)換電路以目前應(yīng)用極為廣泛的4-20mA電流信號形式輸出當(dāng)前葉面的測量值。本實用新型的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
脈沖寬度調(diào)制(PWM)-電流信號變換電路由兩部分組成，如圖3所示，圖中左半部分是PWM-電壓變換電路，由U1、R1、R2、R3、C1、C2組成積分式濾波驅(qū)動電路，利用運(yùn)算放大器的高輸入阻抗和強(qiáng)驅(qū)動能力將從單片機(jī)來的PWM脈沖信號濾波成穩(wěn)定的電壓信號。圖中右半部分是電壓-電流變換電路，由U2將前級通過R4傳來的電壓信號成比例衰減后接到NPN型三極管Q1的基極上，在此基極電壓的控制下Q1在Vdd、R8、W1組成的回路中形成與輸出電壓相對應(yīng)的電流信號，仔細(xì)調(diào)整各個元件的參數(shù)即可在輸入電壓為1-5V時輸出相應(yīng)的4-20mA電流。
本傳感器外特征為三端式9-30V供電，輸出信號為三線制4-20mA電流，分辨度為0.1℃。
本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.傳感器與變送器分體式設(shè)計，中間由細(xì)軟線相聯(lián)，使用非常方便。
2.通用4-20mA信號輸出，可遠(yuǎn)距離傳輸，與大多數(shù)測試儀表及測控系統(tǒng)可以直接相連。
3.測量分辨度高，為0.1℃，測量精度可達(dá)±0.3℃。
4.利用彈簧圈的固有彈性使傳感器與葉面緊密接觸，可提高測量的準(zhǔn)確性。
5.結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適合農(nóng)業(yè)應(yīng)用。
圖3是本實用新型的脈寬調(diào)制PWM-電流信號變換原理圖。
權(quán)利要求1.植物葉面溫度傳感變送器，其特征在于將高精度溫度傳感器DS18B20芯片(1)固定于塑料底座(3)上，塑料底座固定于螺旋彈簧的上半部分，傳感芯片的引線(4)由塑料底座上端引出并與由87LPC768單片機(jī)、脈沖寬度調(diào)制輸出(PWM)-電流轉(zhuǎn)換電路連同外殼組成的變送器(5)共同組成一體化的葉面溫度傳感變送器。
2.如權(quán)利要求1所述的植物葉面溫度傳感變送器，其特征在于PWM-電壓變換電路，由U1、R1、R2、R3、C1、C2組成積分式濾波驅(qū)動電路，利用運(yùn)算放大器的高輸入阻抗和強(qiáng)驅(qū)動能力將從單片機(jī)來的PWM脈沖信號濾波成穩(wěn)定的電壓信號；電壓-電流變換電路，由U2將前級通過R4傳來的電壓信號成比例衰減后接到NPN型三極管Q1的基極上，在此基極電壓的控制下Q1在Vdd、R8、W1組成的回路中形成與輸出電壓相對應(yīng)的電流信號。
專利摘要植物葉面溫度傳感變送器，包括有螺旋狀金屬彈簧，高精度溫度傳感器DS18B20，塑料底座，連接導(dǎo)線，及與其相連成一體的由87LPC768單片機(jī)和PWM一電流轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成的變送器共同組成，用于對農(nóng)業(yè)溫室大棚、野外、田間的農(nóng)作物或樹木的葉面溫度變化情況進(jìn)行測量和信息采集，分辨率為0.1℃。
文檔編號G01K1/14GK2596339SQ0225752
公開日2003年12月31日 申請日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者喬曉軍, 趙春江, 王紀(jì)華, 魏超, 楊月英 申請人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心