專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于風(fēng)速、溫度測(cè)量?jī)x器，尤其是由電池供電的智能化手持式風(fēng)速測(cè)量和溫度測(cè)量?jī)x器。
目前在現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)速測(cè)量?jī)x和溫度測(cè)量?jī)x是各自獨(dú)立的產(chǎn)品，單獨(dú)使用。風(fēng)速測(cè)量?jī)x是用于測(cè)量目標(biāo)環(huán)境、管道、風(fēng)洞、隧道等場(chǎng)合的風(fēng)速。而溫度測(cè)量?jī)x不僅可用于上述場(chǎng)合的環(huán)境溫度測(cè)量，還可用于空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試、供暖效果測(cè)試、溫室冷庫(kù)溫度等各種需要測(cè)量溫度變化過(guò)程的場(chǎng)合。兩種測(cè)量?jī)x為獨(dú)立產(chǎn)品、單獨(dú)使用的缺點(diǎn)是，如果在同一場(chǎng)合使用，同時(shí)需要測(cè)量風(fēng)速及溫度，就會(huì)給使用者帶來(lái)麻煩和不便。而隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，在同一場(chǎng)合測(cè)量風(fēng)速和溫度的要求將越來(lái)越多。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)速測(cè)量?jī)x分為指針顯示和數(shù)字顯示兩種。指針顯示的風(fēng)速測(cè)量?jī)x，體積大、比較笨重，而且指針顯示的數(shù)值需要修正，是一種較為落后的老式風(fēng)速表。數(shù)字式顯示的風(fēng)速測(cè)量?jī)x，比較輕便，但需要采用AD值映射的方法查表，然后再去驅(qū)動(dòng)LCD。并且生產(chǎn)復(fù)雜、維修困難，屬于非智能化儀表。
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種風(fēng)速測(cè)量與溫度測(cè)量合一、體積小、使用便捷、生產(chǎn)簡(jiǎn)單、維修方便的智能化手持式風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x。
為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用如下方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x，它包括風(fēng)速測(cè)頭、溫度測(cè)頭、轉(zhuǎn)換電路、兩個(gè)放大電路、恒壓源、恒流源、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、ABC三個(gè)電源管理模塊、存儲(chǔ)器、電壓監(jiān)測(cè)電路、時(shí)鐘、微處理器、電源開(kāi)關(guān)、電池及液晶顯示屏。所述微處理器中含有CPU及I/O□。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述的微處理器中還設(shè)有時(shí)鐘及其控制電路和液晶控制/驅(qū)動(dòng)器。時(shí)鐘控制電路可控制所設(shè)時(shí)鐘振蕩。液晶控制/驅(qū)動(dòng)器可控制所設(shè)液晶顯示屏顯示。所述溫度測(cè)頭感受溫度后，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓，再經(jīng)放大電路一對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接通并送入到A/D轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果通過(guò)I/O□送入到微處理器中，微處理器根據(jù)存儲(chǔ)器中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏上。所述風(fēng)速測(cè)頭將風(fēng)速轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)放大電路二對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接通并送入到A/D轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果送入到微處理器中，微處理器根據(jù)存儲(chǔ)器中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏上。其中轉(zhuǎn)換電路、放大電路一及恒壓源由受微處理器控制的電源管理模塊C供電。放大電路二及恒流源由受微處理器控制的電源管理模塊B供電。存儲(chǔ)器及A/D轉(zhuǎn)換器由受微處理器控制的電源管理模塊A供電。電源管理模塊C、電源管理模塊B、電源管理模塊A、電壓監(jiān)測(cè)電路經(jīng)電源開(kāi)關(guān)控制由電池供電。電壓監(jiān)測(cè)電路接入微處理器的I/O□。
按照上述的技術(shù)方案，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是一個(gè)雙刀雙擲的、設(shè)有四對(duì)應(yīng)二接點(diǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，除了切換兩路電信號(hào)外還向微處理器輸入兩種狀態(tài)信號(hào)的一種。
由于本實(shí)用新型采用了熱球式風(fēng)速傳感器、高精度的熱敏電阻溫度傳感器、單片機(jī)微處理器及風(fēng)速測(cè)量部分所用的恒流源裝置，并把風(fēng)速測(cè)量回路與溫度測(cè)量回路通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)使之有機(jī)地結(jié)合為一體，成為具有兩種測(cè)量功能合一的風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足，增補(bǔ)了本技術(shù)領(lǐng)域測(cè)量?jī)x器的一新家族。可廣泛應(yīng)用于管道、目標(biāo)環(huán)境、建筑等不同場(chǎng)合的風(fēng)速、溫度的測(cè)量。又由于本實(shí)用新型采用以微處理器為主的控制技術(shù)，可使全機(jī)運(yùn)行中采用不同的工作模式，使整個(gè)系統(tǒng)功耗最低，同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有體積小，重量輕、生產(chǎn)簡(jiǎn)單、維修方便、使用便捷、測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖；圖2是本實(shí)用新型的具體實(shí)施電路連接圖。
參看圖1，風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x包括風(fēng)速測(cè)頭17、溫度測(cè)頭1、轉(zhuǎn)換電路2、放大電路3和18、恒壓源4、恒流源19、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)16、A/D轉(zhuǎn)換器15、電源管理模塊C5、電源管理模塊B6、電源管理模塊A7、存儲(chǔ)器8、電壓監(jiān)測(cè)電路9、時(shí)鐘10、微處理器11、電源開(kāi)關(guān)12、電池13及液晶顯示屏14。在微處理器11中含有CPU和I/O□及所設(shè)時(shí)鐘及其控制電路和液晶控制/驅(qū)動(dòng)器。時(shí)鐘控制電路可控制所設(shè)時(shí)鐘10振蕩。液晶控制/驅(qū)動(dòng)器可控制所設(shè)液晶顯示屏14顯示。本實(shí)用新型工作原理如下當(dāng)測(cè)量溫度時(shí)，所述溫度測(cè)頭1感受溫度后，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路3轉(zhuǎn)換電壓，再經(jīng)放大電路3對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)16轉(zhuǎn)換接通并將電壓送入到A/D轉(zhuǎn)換器15中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果經(jīng)I/O□送入到微處理器11中，微處理器11根據(jù)存儲(chǔ)器8中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏14上。當(dāng)測(cè)量風(fēng)速時(shí)，所述風(fēng)速測(cè)頭17將風(fēng)速轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)放大電路18對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)16轉(zhuǎn)換接通并將電壓送入到A/D轉(zhuǎn)換器15中進(jìn)行AD變換，變換結(jié)果經(jīng)I/O□送到微處理器11中，微處理器11根據(jù)存儲(chǔ)器8中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏上。其中轉(zhuǎn)換電路2、放大電路3及恒壓源4由受微處理器11控制的電源管理模塊C5供電。放大電路18及恒流源19由受微處理器11控制的電源管理模塊B6供電，存儲(chǔ)器8及A/D轉(zhuǎn)換器15由受微處理器11控制的電源管理模塊A7供電。電源管理模塊C5、電源管理模塊B6、電源管理模塊A7、電壓監(jiān)測(cè)電路9經(jīng)電源開(kāi)關(guān)12控制由電池13供電。電壓監(jiān)測(cè)電路9接入微處理器11的I/O□。上述的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)15是雙刀雙擲的、設(shè)有四對(duì)應(yīng)二接點(diǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，除了切換兩路電信號(hào)外還向微處理器11輸入兩種狀態(tài)信號(hào)的一種。所述電源管理模塊C5和電源管理模塊A7中含有負(fù)電源轉(zhuǎn)換器。有了上述的電源管理模塊，不但可以分時(shí)間歇供電，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)，更重要的是在風(fēng)速和溫度測(cè)頭為一體的情況下，溫度測(cè)量不會(huì)因熱球的熱量而受到影響。
參看圖2，圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施電路連接圖。在所使用的微處理器MCU中含有CPU、I/O□及時(shí)鐘控制電路和液晶控制/驅(qū)動(dòng)器。時(shí)鐘控制電路控制時(shí)鐘振蕩器XO振蕩。液晶控制/驅(qū)動(dòng)器控制液晶顯示屏LCD顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)測(cè)量溫度時(shí)，溫度測(cè)頭即熱敏電阻RT，它感受溫度后經(jīng)由電阻R14～R17組成的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)由放大器A3、電阻R9～R22、電容C1和C2組成的放大電路對(duì)電壓幅度放大，然后把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S1接通，經(jīng)電阻R27將電壓送入到轉(zhuǎn)換器A/D中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果經(jīng)I/O□送入到微處理器MCU中，同時(shí)經(jīng)I/O□也將狀態(tài)信號(hào)送入到微處理器中。微處理器MCU根據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)其內(nèi)所設(shè)的液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏LCD上。其中的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S1設(shè)有四對(duì)應(yīng)二接點(diǎn)，除切換兩路電信號(hào)外，還可向微處理器MCU輸入當(dāng)時(shí)所用的狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)測(cè)量風(fēng)速時(shí)，所述由熱球式測(cè)頭AVS將所測(cè)風(fēng)速轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)由電阻R9～R12、放大器A2組成的放大電路對(duì)電壓幅度放大，然后把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S1轉(zhuǎn)換接通，經(jīng)電阻R27將電壓信號(hào)送入到轉(zhuǎn)換器A/D中進(jìn)行AD變換，同時(shí)將狀態(tài)信號(hào)經(jīng)I/O□送入到微處理器中?！院蟮墓ぷ鬟^(guò)程與上述測(cè)量溫度的工作過(guò)程相同，不再贅述?；芈分?，上述的轉(zhuǎn)換電路、由放大器A3等組成的放大電路、所設(shè)由電阻R13和穩(wěn)壓二級(jí)管Z2組成的恒壓源由受微處理器MCU控制的由三級(jí)管T5、負(fù)電源轉(zhuǎn)換器U2、電解電容E3和E4組成的電源管理模塊供電。由放大器A2等組成的放大電路及所設(shè)由放大器A1、電阻R5～R8、三級(jí)管T4、可變電阻VR1、穩(wěn)壓二級(jí)管Z1組成的恒流源由受微處理器MCU控制的由三級(jí)管T2、電阻R2和R3、三級(jí)管T3組成的電源管理模塊供電。存儲(chǔ)器EEPROM、轉(zhuǎn)換器A/D由受微處理器MCU控制的由電阻R31、三級(jí)管T7、三級(jí)管T1、負(fù)電源轉(zhuǎn)換器U1、電解電容E1和E2組成的電源管理模塊供電。上述的三個(gè)電源管理模塊及由可變電阻VR2、電阻R23～R25、三級(jí)管T6組成的電壓監(jiān)測(cè)電路經(jīng)電源開(kāi)關(guān)1 2控制從電池BATT供電。電壓監(jiān)測(cè)電路由三級(jí)管T6的集電極接入微處理器MCU中。另外，上述的存儲(chǔ)器EEPROM可以改用型號(hào)為FLASH等一類(lèi)的非易失性存儲(chǔ)器。
本實(shí)用新型的使用過(guò)程中，它在測(cè)量時(shí)使用的是單時(shí)鐘系統(tǒng)。具有兩種工作模式，即STOP工作模式和SLEEP工作模式。在運(yùn)行規(guī)定的時(shí)間后系統(tǒng)進(jìn)入STOP工作模式。此時(shí)時(shí)鐘停止振蕩整個(gè)系統(tǒng)的功耗最低，由此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)。如果想再進(jìn)行測(cè)量，再按一次電源開(kāi)關(guān)S2即可。另一種SLEEP模式是指，此時(shí)微處理器MCU停止運(yùn)行而其它資源都在運(yùn)行，因而可以節(jié)省一部分電能，如果有外部中斷則退出此工作模式。當(dāng)然在實(shí)際使用中，如果不進(jìn)行風(fēng)速或溫度測(cè)量時(shí)，應(yīng)將電源開(kāi)關(guān)S2關(guān)閉，只有使用時(shí)才打開(kāi)。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x，它包括風(fēng)速測(cè)頭(17)、溫度測(cè)頭(1)、轉(zhuǎn)換電路(2)、放大電路(3，18)、恒壓源(4)、恒流源(19)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(16)、A/D轉(zhuǎn)換器(15)、電源管理模塊C(5)、電源管理模塊B(6)、電源管理模塊A(7)、存儲(chǔ)器(8)、電壓監(jiān)測(cè)電路(9)、時(shí)鐘(10)、微處理器(11)、電源開(kāi)關(guān)(12)、電池(13)及液晶顯示屏(14)，所述微處理器(11)中含有CPU及I/O□，其特征是，所述微處理器(11)中還設(shè)有時(shí)鐘及其控制電路和液晶控制/驅(qū)動(dòng)器，時(shí)鐘控制電路可控制所設(shè)時(shí)鐘(10)振蕩，液晶控制/驅(qū)動(dòng)器可控制所設(shè)液晶顯示屏(14)顯示；所述溫度測(cè)頭(1)感受溫度后，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路(2)轉(zhuǎn)換電壓，再經(jīng)放大電路(3)對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(16)接通并將電壓送入到A/D轉(zhuǎn)換器(15)中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果送入到微處理器(11)中，微處理器(11)根據(jù)存儲(chǔ)器(8)中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏(14)上；所述風(fēng)速測(cè)頭(17)由風(fēng)速轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)放大電路(18)對(duì)電壓進(jìn)行幅度放大，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(16)轉(zhuǎn)換接通并將電壓送入到A/D轉(zhuǎn)換器(15)中進(jìn)行AD變換，變換的結(jié)果送入到微處理器(11)中，微處理器(11)根據(jù)存儲(chǔ)器(8)中的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而后通過(guò)液晶控制/驅(qū)動(dòng)器把結(jié)果顯示在液晶顯示屏(14)上；其中轉(zhuǎn)換電路(2)、放大電路(3)及恒壓源(4)由受微處理器(11)控制在電源管理模塊C(5)供電，放大電路(18)及恒流源(19)由受微處理器(11)控制的電源管理模塊B(6)供電，存儲(chǔ)器(8)及A/D轉(zhuǎn)換器(15)由受微處理器(11)控制的電源管理模塊A(7)供電，電源管理模塊C(5)、電源管理模塊B(6)、電源管理模塊A(7)、電壓監(jiān)測(cè)電路(9)經(jīng)電源開(kāi)關(guān)(12)控制由電池(13)供電，電壓監(jiān)測(cè)電路(9)接入微處理器(11)的I/O□。
2.按照權(quán)利要求1所述的風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x，其特征是所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(15)是一個(gè)雙刀雙擲的、設(shè)有四對(duì)應(yīng)二接點(diǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，除了切換兩路電信號(hào)外還向微處理器(11)輸入兩種狀態(tài)信號(hào)的一種。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x，其特征是所述存儲(chǔ)器(8)為非易失性存儲(chǔ)器，型號(hào)為EEPROM或者FLASH。
4.按照權(quán)利要求3所述的風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x，其特征是所述電源管理模塊C(5)和電源管理模塊A(7)中含有負(fù)電源轉(zhuǎn)換器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)速/溫度測(cè)量?jī)x,適用于測(cè)量目標(biāo)環(huán)境、管道、風(fēng)洞等場(chǎng)合的風(fēng)速和溫度。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是,將溫度測(cè)量與風(fēng)速測(cè)量回路由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)有機(jī)地結(jié)合為一體,使兩種功能合一成為單獨(dú)產(chǎn)品,增補(bǔ)了測(cè)量領(lǐng)域一新家族?？刂葡到y(tǒng)采用單片機(jī)微處理器,使液晶顯示屏直接顯示所測(cè)數(shù)據(jù)。供電回路由三個(gè)電源管理模塊向轉(zhuǎn)換電路、放大電路及微處理器等間歇供電。同現(xiàn)有技術(shù)相比,具有體積小、重量輕、使用方便、精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01K7/16GK2388595SQ9924866
公開(kāi)日2000年7月19日 申請(qǐng)日期1999年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月28日
發(fā)明者朱彥武, 梁強(qiáng)威, 高宏 申請(qǐng)人:清華同方股份有限公司