[实用新型]阵列式土层温度传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及土层温度的测量装置，尤其是对土层不同深度同时进行温度测量的传感器。

背景技术

土层温度测量需要把传感器长期埋入土层中，配上电池的传感器不能长期使用，传感器提供的微弱信号必须传输到地面进行处理，因此，目前的温度传感器必须设法就近提供电源、而且要求信号处理电路就在传感器附近，造成使用上的诸多不便。

同时，土层温度测量需要对土层进行不同深度进行同步温度测量，需要多个传感器，目前的直接接受传感器提供的信号的电路结构复杂，其功能不能随测量的需要扩展，造成使用上的局限性。

发明内容

为了克服现有的土层测量手段的不足，本实用新型提供一种温度测量传感器，该传感器可以组织成阵列形式，对同一点不同深度的土层进行同步温度测量。

为了实现本实用新型的目的，提出一种阵列式土层温度传感器，所述传感器包括：

一温敏元件

一信号处理板，包括固定电阻、运算放大器、电荷泵和信号叠加电路；

一微处理板，包括微处理器及其外围电路；

一通讯电缆，采用编码方式与外部通讯；

所述传感器全部封装于一个工程塑料盒内，用树脂灌封，所述信号处理板的固定电阻与所述温敏元件组成电桥，所述微处理器通过所述运算放大器与所述电桥连接；所述通讯电缆由两端引出与外部连接。

所述通讯电缆连接多个所述传感器，每个传感器中的微处理器具有ID身份识别模块和通讯信号耦合模块，产生所述传感器的ID号和不同的ASK调制码，测量信号通过所述信号耦合模块耦合到所述通讯电缆上，多个传感器共享一条通讯电缆。

所述传感器从通讯信号中获取高电平脉冲，并通过电荷泵进行能量提升，给传感器提供工作所需能量。

所述微处理器板的外围电路包括FLASH存储器，储存所述微处理器在温度信号处理中使用的零点信号、满度信号以及现行校正数据。

所述温敏元件为PT100铂电阻，所述固定电阻为精密膜电阻，PT100铂电阻与精密膜电阻组织成惠斯通感温电桥；所述运算放大器采用射极跟随方式，放大所述感温电桥的输出信号，把感温电桥的输出信号放大到适合微处理器处理的幅度。

本实用新型的有益效果是：可以在同一条电缆上连接多个传感器进行土层温度测量且不需要专门进行供电，满足对同一点不同深度的土层进行同步温度测量的需求。

附图说明

图1是本实用新型信号放大电路原理图；

图2是本实用新型信号处理电路原理图；

图3是本实用新型的结构框图。

具体实施方式

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是把温敏元件PT100与精密膜电阻组织成惠斯通电桥形式，信号放大电路主要采用射极跟随方式，这样放大后的温度电信号为电源电压的比例值，从而去除了对精密电源的依赖性。放大后的温度信号通过V/F变换，直接供微处理器处理。同时把零点信号、满度信号以及现行校正数据在校正的过程中储存于FLASH存储器中，供微处理器在温度信号处理中使用，从而保证了测量精度。

传感器中的微处理器采用ID身份识别技术和通讯信号耦合的方式，使得多个传感器可以共享一条通讯电缆。

由于采用微功耗技术，传感器的整体功耗在毫安级别，传感器内部的电源可以从通讯信号中的高电平脉冲中获得，并通过电荷泵进行能量提升，共给整个传感器使用。

传感器的通讯方式为ASK调制方式，同一条电缆上的传感器根据自己的ID号产生不同的ASK调制码。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型信号放大电路原理图，图2是本实用新型信号处理电路原理图。其中，微处理器U1采用4位微功耗微处理器uPD87C5410AD_32，采用32k外部时钟。U2为储存零点信号、满度信号以及现行校正数据的FLASH存储器。RTT为PT100铂电阻和精密电阻组成的感温电桥。运算放大器U4、U5为电桥提供稳定的恒压电源。运算放大器U6、U7、U8组成射极跟随式放大器，把感温电桥的输出信号放大到适合微处理器处理的幅度。

如图所示，微处理器U1与PT100电桥通过运算放大器(U6-U9)连接；测量信号通过U3耦合到通讯电缆上。UDT、Q10、BD5等组成电荷泵提供传感器的电源。

图3是本实用新型的结构框图，如图所示，传感器全部封装于一个工程塑料盒内，通过树脂灌封的方式达到防水的目的，只有通讯线路与外部连接。