本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種菌落挑選儀中溫度檢測裝置。

背景技術(shù)：

溫度是日常生活中最常見的物理量，從工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等各個技術(shù)領(lǐng)域都離不開測溫和控溫，無論是在生產(chǎn)試驗場所，還是在居住休閑場所，溫度的采集或控制都十分頻繁和重要。溫度的測量方法有很多種，其中鉑電阻測量溫度的準確度高、測量范圍大、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好，因此應(yīng)用比較廣泛。試驗證明鉑電阻是穩(wěn)定性和線性都比較好的鉑絲熱電阻傳感器，可以工作在一200°C至850％的范圍，測量精度高，可用作標準儀器，廣泛用于生產(chǎn)過程各種介質(zhì)的溫度標準。同時鉑電阻溫度變送器具有精度高，設(shè)計簡單，穩(wěn)定性強的特點。

根據(jù)JJG229—98可知，對于鉑電阻溫度傳感器其電阻和溫度存在如下關(guān)系：溫度在(一200～0)℃范圍之間有R(f)=n(0)×(1+At+Bt²+C(t—100)t³)；溫度在(0—850)℃范圍之間有R(t)=n(0)×(1+At+Bt²)；式中，R(t)為在溫度為t時鉑電阻的電阻值，單位Ω；t為溫度，單位℃；R(0)為在溫度為0℃時的鉑電阻的電阻值；A為常數(shù)，值為3.9083×10^-3℃^-1；B為常數(shù)，值為一5.775×10^-7℃^-2；C為常數(shù)，值為一4.183×10^—12℃。根據(jù)上述關(guān)系可知，通常情況下對于一支Ptl00溫度傳感器若不進行標定，在使用過程中直接根據(jù)R(0)=10011和上述的A、B(或C，負溫度情況下使用)系數(shù)來計算溫度值；對于經(jīng)過標定的Ptl00溫度傳感器，在實際的使用中一般也只是消除了R(O)的影響，這樣在實際的使用中都會降低傳感器的標準性，尤其是對于一些精密的溫度的測量，而實際使用中每一支傳感器都有自己的特性，檢定規(guī)程中給出的R(0)值和A、B、C系數(shù)是針對大多數(shù)傳感器的。因此如果要提高傳感器的測試準確性必須對該傳感器在特定溫度點進行標定，根據(jù)溫度的標定點求出不同溫度段所對應(yīng)的系數(shù)值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)茵落挑選儀中溫度的實時采集與監(jiān)控，設(shè)計了一種菌落挑選儀中溫度檢測裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：菌落挑選儀中溫度檢測裝置由溫度信號采集電路、信號處理電路、電源電路、復(fù)位電路、聲光報警電路、控制器、無線模塊、液晶顯示器等部分構(gòu)成，實現(xiàn)對溫度參數(shù)的實時采集、存儲，并對采集的信號進行軟件降噪、格式轉(zhuǎn)換、友好顯示等處理；實現(xiàn)主機和傳感器之間無線模式采集數(shù)據(jù)。

所述的無線模塊采用最新的Zigbee無線組網(wǎng)技術(shù)，測量數(shù)據(jù)采用USB接口輸出或用以太網(wǎng)直接傳到服務(wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)實時監(jiān)控。

所述的控制器選用ARM嵌入式實現(xiàn)，選用的是韓國三星半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RSIC嵌入式微處理器S3C2410作為微控制單元

所述的溫度信號采集電路采用三線制接法，為了避免溫度低于零度的時候會使ADCin端的電壓值為負，將導(dǎo)線的一端串聯(lián)了一個電阻再接地，從而抬高電壓零點；為了補償導(dǎo)線電阻帶來的影響，在三根導(dǎo)線之間又接了一個三極管。

本發(fā)明的有益效果是：采用鉑電阻進行遠距離溫度測量，需要消除鉑電阻傳感器的連接線電阻對測量結(jié)果的影響。本文設(shè)計的數(shù)字式溫度變送器采用三線制接法，這種方式與電橋配套使用可以較好地消除引線電阻的影響，而且可直接顯示被測溫度的數(shù)字，具有結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高的優(yōu)點。另外本文介紹的溫度檢測系統(tǒng)所用電路元器件少，結(jié)構(gòu)簡單，可以實時顯示，并發(fā)送到PC機上，而且它也具有體積小，功耗低，精度高等優(yōu)點，具有較好的實用價值。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖2是信號采集與模擬放大電路。

圖3是橋電路供電電路。

圖4是下位機程序原理。

具體實施方式

如圖1所示，菌落挑選儀中溫度檢測裝置由溫度信號采集模塊、信號處理電路、電源電路、復(fù)位電路、聲光報警電路、單片機、無線模塊、液晶顯示器等部分構(gòu)成，實現(xiàn)對溫度參數(shù)的實時采集、存儲，并對采集的信號進行軟件降噪、格式轉(zhuǎn)換、友好顯示等處理。實現(xiàn)主機和傳感器之間無線模式采集數(shù)據(jù)。無線模塊采用最新的Zigbee無線組網(wǎng)技術(shù)。ZigBee采用的是IEEE802．15．4標準，利用全球共用的公共頻率2．4GHz，應(yīng)用于監(jiān)視、控制網(wǎng)絡(luò)時，其具有非常顯著的低成本、低耗電、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點多、傳輸距離遠等優(yōu)勢。測量數(shù)據(jù)采用USB接口輸出或用以太網(wǎng)直接傳到服務(wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)實時監(jiān)控。綜合考慮功能的實現(xiàn)和當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，選用ARM嵌入式實現(xiàn)方案。選用的是韓國三星半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RSIC嵌入式微處理器S3C2410作為微控制單元，它是一款低功耗，高性價比的處理器。這款芯片內(nèi)部集成了多種控制接口，自帶8路lO位的A/D轉(zhuǎn)換器。另外，如果要提高傳感器的測試準確性必須對該傳感器在特定溫度點進行標定，根據(jù)溫度的標定點求出不同溫度段所對應(yīng)的系數(shù)值。對于Ptl00如果要提高測試準確性，需要對正溫段和負溫段分開考慮正溫段需要確定兩個系數(shù)，而負溫段需要確定三個系數(shù)，因此從數(shù)學(xué)方程角度看對于正溫段至少標定兩個點，負溫段至少標定三個點。用求系數(shù)的溫度點建議用標定溫度的上下限，不建議采用外推的方法求出其它溫度點。

如圖2所示，三線制接法要求引出的三根導(dǎo)線截面積和長度均相等，測量鉑電阻的電路一般是不平衡電橋，鉑電阻作為電橋的一個橋臂。當(dāng)溫度低于零度的時候會使ADCin端的電壓值為負，為了避免這種現(xiàn)象產(chǎn)生將導(dǎo)線的一端串聯(lián)一個R7電阻再接地，此處是為了抬高電壓零點，就使ADCin輸出一定是正的電壓值。其余兩根分別接到鉑電阻的橋臂及其相鄰的橋臂上。同時在三根導(dǎo)線之間又接了一個三極管也是為了補償導(dǎo)線電阻到來的影響。這樣，當(dāng)電橋路平衡時，導(dǎo)線電阻的變化對測量結(jié)果沒有任何影響，這樣就消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差，使得測量結(jié)果更加準確。電橋兩端產(chǎn)生電壓直接輸入到放大器的兩正極端形成雙運放高共模抑制比差動放大電路，穩(wěn)定了工作點，抑制了零點漂移，對共模放大倍數(shù)抑制作用越強，表明放大器的性能越好。經(jīng)過放大后的信號直接輸入到微控制單元的AD口進行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。

如圖3所示，橋電路供電的穩(wěn)定性和精確性對電路有直接的影響。2.5V的電壓經(jīng)過放大器的正端，前面部分是一個電壓跟隨器，使得負端的電壓也為2.5V，然后通過兩個電阻進行分壓之后輸入到另一個放大器的正端，之后輸出的VCC1端直接接到圖2所示的VCC1端，給電橋電路供電。

如圖4所示， 主程序首先對系統(tǒng)進行初始化，包括地址和數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)變量的初始化。完成初始化后，鍵人處理子程序，完成工作模式的設(shè)定。微處理一直采用中斷的方式查詢功能按鍵的狀態(tài)，并調(diào)用顯示子程序，實時顯示溫度值。進行數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)采集串口通過無線模塊送至上位機。另外，一般將鉑電阻的溫度分度表以A/D轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)為地址固化在存儲器EEPROM內(nèi)，當(dāng)以A/D轉(zhuǎn)換器的輸出作為地址碼訪問EEPROM時，EEPROM存放的表格內(nèi)容被取出，送入顯示器以顯示被測溫度，其準確度取決于硬件電路的某些參數(shù)與表格的大小。因此，若要得到較高的準確度，則線性表格將會占用很大的存儲空間，查找速度慢，在數(shù)據(jù)量大且準確度要求高的場合下，可將查表法與線性插值法相結(jié)合，以提高測溫準確度。查表法與線性插值法相結(jié)合，可較好地解決單純使用查表法的缺點。該方法相當(dāng)于在查表法的基礎(chǔ)上實行分段線性化，使結(jié)果在準確度和數(shù)據(jù)處理速度方面達到最優(yōu)組合。