[发明专利]GPS授时的石英晶体温度计

说明书

本发明GPS授时的石英晶体温度计涉及一种可以在工业环境/移动环境下应用的高分辨率、高精确度、高稳定性、便于远距离传输、共享信号的温度计。包括GPS天线、GPS模块、石英晶体探头、振荡器、高速计数器、选通控制模块、单片机+固体硬盘、人机接口、显示单元；以易于获取的具有极高精度的GPS授时信号取代基准石英晶体振荡器使本发明GPS授时的石英晶体温度计的精确度达到1mK；支持现场总线接口，符合IEC61158 Ed.3现场总线标准，方便在分布式控制系统中共享数据；经低功耗化处理成为GPS导航仪和智能导航手机的附加功能，提供高分辨率、高精确度、高稳定性、便于移动环境下远距离传输共享的温度信号，参与各种需要温度信号的应用。

(一)技术领域：

本发明GPS授时的石英晶体温度计涉及一种可以在工业环境下应用的高分辨率、高精确度、高稳定性、便于远距离传输、共享信号的温度计；经低功耗化处理也可以成为GPS导航仪和智能导航手机的附加功能，提供移动环境下高分辨率、高精确度、高稳定性、便于远距离传输共享的温度信号。

(二)背景技术：

国际实用温标是以一些可复现的平衡态(定义固定点)的温度指定值，以及在国际实用温标这些固定点上分度的标准内插仪器作为基础的。1968年国际实用温标分成三个温区，分别用标准铂电阻温度计、标准铂铑(10％)铂热电偶和普朗克辐射定律来定义这些温区内的温度数值。

现有技术的石英晶体温度计的核心部件是谐振式石英晶体振荡器，其工作机制与传统的温度传感器(铂电阻温度计、热电偶温度计等)不同，其工作机制是“谐振”，不是靠分子的热运动产生的“电阻”或“电动势”。

现有技术的石英晶体振荡器，其频率——温度特性是一条颇接近直线的三次多项式曲线；a、b、c分别为一、二、三次多项式的系数，与石英晶片的切割类型及振型有关。

现有技术的石英晶体温度计至少有2个石英晶体振荡器，一个是温度为0℃的基准石英晶体振荡器，一个是用作测定温度的传感器石英晶体振荡器，由两者的频差获得被测温度；为减少基准石英晶体振荡器的频率漂移，通常把基准石英晶体振荡器置于精确控制温度的恒温箱中；即使如此，仍然有不可忽略的的基准频率漂移，现有技术的石英晶体温度计分辨率可以做到0.001K～0.0001K，但其精确度只能做到0.1K～0.05K。

全球定位系统GPS是美国卫星导航系统，其秒脉冲单相授时精度(1pps)＜30ns。

(三)发明内容：

所要解决的技术问题：

解决现有技术的石英晶体温度计仍然有较大的的零点漂移误差，其分辨率可以做到0.001K～0.0001K，但精确度只能做到0.1K～0.05K的问题；解决现有技术的石英晶体温度计不便于远距离传输、共享信号的问题；经低功耗化处理也可以成为GPS导航仪和智能导航手机的附加功能，提供移动环境下高分辨率、高精确度、高稳定性、便于远距离传输共享的温度信号。

解决其技术问题采用的技术方案：

本发明GPS授时的石英晶体温度计采取与现有技术完全不同的技术路线，提供一种可以在工业环境/移动环境下应用的高分辨率、高精确度、高稳定性、便于远距离传输、共享信号的温度计。