一种冻土温度监测扩展器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种冻土温度监测扩展器，其结构特征为：利用LT1192-5.0给电路提供5V电压，AT89C51作为主控制芯片，先接收外部数据采集器脉冲信号，然后将输出二进制数字信号发送给MC145144-16线译码器，MC145144-16译码器在接收到二进制数字信号后进行译码，完成译码后再将信号发送给ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器，ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器对信号信号进行放大，被放大的信号再去驱动TX2-12V信号继电器工作，扫描被测传感器。本实用新型专利技术具有体积小、重量轻、电路简单、耐低温、运行速度快、负载特性好的特点。测量精度为0.1%，量程为1~10K欧姆，工作电压为11~15VDC，工作温度为-40~85℃。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种冻土温度监测扩展器
本技术属于温度自动控制领域；具体说涉及一种冻土温度监测扩展器。
技术介绍
在冻土研究中，监测其温度的变化是常规的观测内容，也是分布最广的监测设备，往往有大量的温度传感器组成，这些传感器被广泛的布设在不同冻土地区的不同深度。目前冻土温度测量传感器以精密热敏电阻为主。过去采用人工测量电阻值的方法，测量工作量大，误差因素较高，现场远，成本高，并且得不到连续的监测数据。近十年来，在该领域研究中逐步使用了一些自动连续监测设备，对于连续监测的带有存储的进口设备来说，扩展测量设备全部靠进口购买，但是对于大量的监测地区来说，尤其是一个地点需要测量几十个甚至上百个温度传感器，昂贵的成本是不得不考虑的问题。
技术实现思路
鉴于上述，本技术的目的旨在提供一种冻土温度监测扩展器。一种冻土温度监测扩展器，呈盒体，盒体内装有一片AT89C51的MCU (微控制单元/单片机)、二片MC14514的4输入16输出译码器(简称4_16译码器)、三片ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器，十六个TX2-12V信号继电器和一片LTl 192-5.0低压差直流电源芯片，其特征是利用LTl 192-5.0给电路提供5V电压，AT89C51作为主控制芯片，先接收外部数据采集器脉冲信号，然后将输出的二进制数字信号发送给MC14514 4-16线译码器，MC145144-16译码器在接收到二进制数字信号后进行译码，完成译码后再将信号发送给ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器，ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器对信号进行放大，被放大的信号再去驱动TX2-12V信号继电器工作，扫描被测传感器。本技术的优点和产生的有益效果是:本技术使用一个电阻测量仪器，通过继电器扩展方法实现多点测量的手段。并通过脉冲解码电路对脉冲信号解码，然后根据脉冲的顺序控制其相应的通道进行工作。本技术具有体积小、重量轻、电路简单、耐低温、运行速度快及负载特性好等特点，能较好的解决监测设备扩展测量问题。其技术参数为:a、测量精度:0.1% ；b、量程:I?IOK欧姆；C、工作电压:11 ?15VDC ;d、工作温度:-40?85°C。【附图说明】图1为本技术扩展器面板示意图，其中1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 口为扩展端口，COM 口及 CLK、RES、GND、12V 口 为控制端口。图2为扩展器传感器连接电路图。图3为扩展器继电器控制电路图。图4为扩展器电源电路图。图5为扩展器AT89C51电路图。图6为扩展器MC14514电路图。图7为扩展器ULN2003电路图。图8为扩展器与数据采集器结合测量。【具体实施方式】本实施例以美国Campbell公司生产的数据采集器CR3000与本技术的扩展器测量32个精密热敏电阻传感器为例，测量接线图见图8。一种冻土温度监测扩展器，呈盒体。盒体内装有一片AT89C51的MCU(微控制单元/单片机)、二片MC14514的4输入16输出译码器(简称4_16译码器)、三片ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器，十六个TX2-12V信号继电器和一片LTl 192-5.0电源芯片。按实际冻土测温所需精密热敏电阻传感器个数要求，分别把精密热敏电阻传感器的引线紧密连接到本扩展器的扩展口。用数据采集器CR3000上面SE的1、2端口通过对应连接IX1、IX2后分别对应连接扩展器面板COM端上ODD的H、L端口 ；用数据采集器CR3000上面SE的3、4端口通过对应连接IXl、1X2后分别对应连接扩展器面板COM端上EVEN的H、L端口 ；用数据采集器CR3000上面接地端口通过IXR后连接扩展器面板的接地端口。用数据采集器CR3000上面C2、C1、G、12V端口分别对应连接扩展器面板的CLK、RES、GND、12V端口。当数据采集器CR3000给扩展器中的AT89C51的CLK端口发一个相应的脉冲信号时，AT89C51将其脉冲计数，使其A、B、C、D、S1、S2端输出相应的脉冲总数值并发送给MC14514译码器，MC14514在接收到二进制数字信号后进行译码，完成译码后再将信号发送给ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器，ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器对接收到的信号进行放大，再用该放大信号去驱动TX2-12V信号继电器。当ULN2003输入端为低电平时，ULN2003输出端为高电平，TX2-12V信号继电器得电吸合。系统扫描被测量的32个精密热敏电阻传感器，获取的数据被送回到数据采集器存储。当ULN2003输入端为高电平时，ULN2003输出端为低电平，TX2-12V信号继电器失电断开。本次测量完成后，扩展器复位，等待下一次测量信号到来。本实施例中使用了 I台数据采集器CR3000，利用了数据采集器的4个测量端口，使用了 I块扩展器，扩展后测量端口为40个，达到扩展测量通道的功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冻土温度监测扩展器，呈盒体，盒体内装有一片AT89C51的MCU、二片MC14514的4输入16输出译码器、三片ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器，十六个TX2?12V信号继电器和一片LT1192?5.0低压差直流电源芯片，其特征是利用LT1192?5.0给扩展器电路提供5V电压，AT89C51作为主控制芯片，先接收外部数据采集器脉冲信号，然后将输出的二进制数字信号发送给MC14514?4?16线译码器，MC14514?4?16译码器在接收到二进制数字信号后进行译码，完成译码后再将信号发送给ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器，ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器对信号信号进行放大，被放大的信号再去驱动TX2?12V信号继电器工作，扫描被测传感器。

【技术特征摘要】
1.一种冻土温度监测扩展器，呈盒体，盒体内装有一片AT89C51的MCU、二片MC14514的4输入16输出译码器、三片ULN2003达林顿晶体管阵列驱动器，十六个TX2-12V信号继电器和一片LTl 192-5.0低压差直流电源芯片，其特征是利用LTl 192-5.0给扩展器电路提供5V电压，AT89C51作为主控制芯片，先接收外...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔永平，赵林，焦克勤，史健宗，杜二计，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：