一種凍土溫度監(jiān)測擴(kuò)展器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種凍土溫度監(jiān)測擴(kuò)展器，其結(jié)構(gòu)特征為：利用LT1192-5.0給電路提供5V電壓，AT89C51作為主控制芯片，先接收外部數(shù)據(jù)采集器脈沖信號，然后將輸出二進(jìn)制數(shù)字信號發(fā)送給MC145144-16線譯碼器，MC145144-16譯碼器在接收到二進(jìn)制數(shù)字信號后進(jìn)行譯碼，完成譯碼后再將信號發(fā)送給ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器，ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器對信號信號進(jìn)行放大，被放大的信號再去驅(qū)動TX2-12V信號繼電器工作，掃描被測傳感器。本實用新型具有體積小、重量輕、電路簡單、耐低溫、運(yùn)行速度快、負(fù)載特性好的特點。測量精度為0.1%，量程為1~10K歐姆，工作電壓為11~15VDC，工作溫度為-40~85℃。
【專利說明】一種凍土溫度監(jiān)測擴(kuò)展器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于溫度自動控制領(lǐng)域；具體說涉及一種凍土溫度監(jiān)測擴(kuò)展器。
【背景技術(shù)】
[0002]在凍土研究中，監(jiān)測其溫度的變化是常規(guī)的觀測內(nèi)容，也是分布最廣的監(jiān)測設(shè)備，往往有大量的溫度傳感器組成，這些傳感器被廣泛的布設(shè)在不同凍土地區(qū)的不同深度。目前凍土溫度測量傳感器以精密熱敏電阻為主。過去采用人工測量電阻值的方法，測量工作量大，誤差因素較高，現(xiàn)場遠(yuǎn)，成本高，并且得不到連續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。近十年來，在該領(lǐng)域研究中逐步使用了一些自動連續(xù)監(jiān)測設(shè)備，對于連續(xù)監(jiān)測的帶有存儲的進(jìn)口設(shè)備來說，擴(kuò)展測量設(shè)備全部靠進(jìn)口購買，但是對于大量的監(jiān)測地區(qū)來說，尤其是一個地點需要測量幾十個甚至上百個溫度傳感器，昂貴的成本是不得不考慮的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述，本實用新型的目的旨在提供一種凍土溫度監(jiān)測擴(kuò)展器。
[0004]一種凍土溫度監(jiān)測擴(kuò)展器，呈盒體，盒體內(nèi)裝有一片AT89C51的MCU (微控制單元/單片機(jī))、二片MC14514的4輸入16輸出譯碼器(簡稱4_16譯碼器)、三片ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器，十六個TX2-12V信號繼電器和一片LTl 192-5.0低壓差直流電源芯片，其特征是利用LTl 192-5.0給電路提供5V電壓，AT89C51作為主控制芯片，先接收外部數(shù)據(jù)采集器脈沖信號，然后將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號發(fā)送給MC14514 4-16線譯碼器，MC145144-16譯碼器在接收到二進(jìn)制數(shù)字信號后進(jìn)行譯碼，完成譯碼后再將信號發(fā)送給ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器，ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器對信號進(jìn)行放大，被放大的信號再去驅(qū)動TX2-12V信號繼電器工作，掃描被測傳感器。
[0005]本實用新型的優(yōu)點和產(chǎn)生的有益效果是:
[0006]本實用新型使用一個電阻測量儀器，通過繼電器擴(kuò)展方法實現(xiàn)多點測量的手段。并通過脈沖解碼電路對脈沖信號解碼，然后根據(jù)脈沖的順序控制其相應(yīng)的通道進(jìn)行工作。本實用新型具有體積小、重量輕、電路簡單、耐低溫、運(yùn)行速度快及負(fù)載特性好等特點，能較好的解決監(jiān)測設(shè)備擴(kuò)展測量問題。
[0007]其技術(shù)參數(shù)為:
[0008]a、測量精度:0.1% ；
[0009]b、量程:I?IOK歐姆；
[0010]C、工作電壓:11 ?15VDC ;
[0011]d、工作溫度:-40?85°C。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型擴(kuò)展器面板示意圖，其中1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 口為擴(kuò)展端口，COM 口及 CLK、RES、GND、12V 口 為控制端口。[0013]圖2為擴(kuò)展器傳感器連接電路圖。
[0014]圖3為擴(kuò)展器繼電器控制電路圖。
[0015]圖4為擴(kuò)展器電源電路圖。
[0016]圖5為擴(kuò)展器AT89C51電路圖。
[0017]圖6為擴(kuò)展器MC14514電路圖。
[0018]圖7為擴(kuò)展器ULN2003電路圖。
[0019]圖8為擴(kuò)展器與數(shù)據(jù)采集器結(jié)合測量。
【具體實施方式】
[0020]本實施例以美國Campbell公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集器CR3000與本實用新型的擴(kuò)展器測量32個精密熱敏電阻傳感器為例，測量接線圖見圖8。
[0021]一種凍土溫度監(jiān)測擴(kuò)展器，呈盒體。盒體內(nèi)裝有一片AT89C51的MCU(微控制單元/單片機(jī))、二片MC14514的4輸入16輸出譯碼器(簡稱4_16譯碼器)、三片ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器，十六個TX2-12V信號繼電器和一片LTl 192-5.0電源芯片。
[0022]按實際凍土測溫所需精密熱敏電阻傳感器個數(shù)要求，分別把精密熱敏電阻傳感器的引線緊密連接到本擴(kuò)展器的擴(kuò)展口。
[0023]用數(shù)據(jù)采集器CR3000上面SE的1、2端口通過對應(yīng)連接IX1、IX2后分別對應(yīng)連接擴(kuò)展器面板COM端上ODD的H、L端口 ；用數(shù)據(jù)采集器CR3000上面SE的3、4端口通過對應(yīng)連接IXl、1X2后分別對應(yīng)連接擴(kuò)展器面板COM端上EVEN的H、L端口 ；用數(shù)據(jù)采集器CR3000上面接地端口通過IXR后連接擴(kuò)展器面板的接地端口。用數(shù)據(jù)采集器CR3000上面C2、C1、G、12V端口分別對應(yīng)連接擴(kuò)展器面板的CLK、RES、GND、12V端口。
[0024]當(dāng)數(shù)據(jù)采集器CR3000給擴(kuò)展器中的AT89C51的CLK端口發(fā)一個相應(yīng)的脈沖信號時，AT89C51將其脈沖計數(shù)，使其A、B、C、D、S1、S2端輸出相應(yīng)的脈沖總數(shù)值并發(fā)送給MC14514譯碼器，MC14514在接收到二進(jìn)制數(shù)字信號后進(jìn)行譯碼，完成譯碼后再將信號發(fā)送給ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器，ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器對接收到的信號進(jìn)行放大，再用該放大信號去驅(qū)動TX2-12V信號繼電器。當(dāng)ULN2003輸入端為低電平時，ULN2003輸出端為高電平，TX2-12V信號繼電器得電吸合。系統(tǒng)掃描被測量的32個精密熱敏電阻傳感器，獲取的數(shù)據(jù)被送回到數(shù)據(jù)采集器存儲。當(dāng)ULN2003輸入端為高電平時，ULN2003輸出端為低電平，TX2-12V信號繼電器失電斷開。本次測量完成后，擴(kuò)展器復(fù)位，等待下一次測量信號到來。
[0025]本實施例中使用了 I臺數(shù)據(jù)采集器CR3000，利用了數(shù)據(jù)采集器的4個測量端口，使用了 I塊擴(kuò)展器，擴(kuò)展后測量端口為40個，達(dá)到擴(kuò)展測量通道的功能。
【權(quán)利要求】
1.一種凍土溫度監(jiān)測擴(kuò)展器，呈盒體，盒體內(nèi)裝有一片AT89C51的MCU、二片MC14514的4輸入16輸出譯碼器、三片ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器，十六個TX2-12V信號繼電器和一片LTl 192-5.0低壓差直流電源芯片，其特征是利用LTl 192-5.0給擴(kuò)展器電路提供5V電壓，AT89C51作為主控制芯片，先接收外部數(shù)據(jù)采集器脈沖信號，然后將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號發(fā)送給MC14514 4-16線譯碼器，MC14514 4_16譯碼器在接收到二進(jìn)制數(shù)字信號后進(jìn)行譯碼，完成譯碼后再將信號發(fā)送給ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器，ULN2003達(dá)林頓晶體管陣列驅(qū)動器對信號信號進(jìn)行放大，被放大的信號再去驅(qū)動TX2-12V信號繼電器工作，掃描被測傳感器。
【文檔編號】G01K7/22GK203432710SQ201320348014
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】喬永平, 趙林, 焦克勤, 史健宗, 杜二計 申請人:中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所