專利名稱：植物葉片表面溫度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量儀，尤其是涉及一種植物葉片表面溫度測量儀。
背景技術(shù)：
植物葉片的溫度是植物的一項(xiàng)重要生理參數(shù)。掌握植物葉片的溫度對于了解植物的蒸騰速率、光合效率等生理活動狀態(tài)有著重要的幫助。目前，對于植物葉片溫度測量的主要方式為紅外測溫法，但是由于植物葉片的紅外發(fā)射率的無法準(zhǔn)確標(biāo)定，所以使得測量在被測量自身就出現(xiàn)了誤差。另外，由于紅外測溫法對于測量角度、環(huán)境的嚴(yán)格要求，使在測量植物葉片溫度過程中存在多個(gè)誤差源，最后的測量數(shù)據(jù)的不確定度大，最后測得的植物葉片溫度誤差大。目前，常用的溫度測量方法有鉬熱電阻、熱電偶、紅外測溫法等。熱電偶測溫由于存在冷端補(bǔ)償，所以在低溫區(qū)測量中熱電偶的測量精度較低，并且成本相對較高。紅外測溫在植物葉片溫度檢測方面存在一定的缺陷1)葉片發(fā)射率的確定。2)環(huán)境對測量的影響。 環(huán)境溫、濕度，光照等是影響紅外測量的主要環(huán)境因素，并且紅外測量前需對環(huán)境條件進(jìn)行測定，測量前期準(zhǔn)備較復(fù)雜。鉬熱電阻測溫在低溫區(qū)測溫中精度較熱電偶測溫高，并且成本更低，適合對植物葉片測量要求，貼片式鉬電阻測量葉片溫度可在不影響葉片正常生長的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)葉片溫度的精確測量。若PtlOO采用兩線制連接，鉬電阻引線電阻將對測量結(jié)果造成誤差，且溫度越高， 誤差越大，為消除鉬電阻傳感器引線電阻對測量結(jié)果造成的影響，PtlOO采用三線制接法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物葉片溫度的測量儀器，選用適合低溫范圍內(nèi)測量的 PtlOO鉬熱電阻傳感器對植物葉片溫度進(jìn)行采集，使用單片式集成電路實(shí)現(xiàn)傳感器輸出信號的轉(zhuǎn)換，采用單片機(jī)處理電路實(shí)現(xiàn)植物葉片溫度的處理及顯示的功能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
植物葉片表面溫度測量儀，包括轉(zhuǎn)換電路模塊，單片機(jī)及AD模塊，液晶顯示模塊，和按鍵模塊。MB95F204K富士通單片機(jī)分別與PtlOO鉬熱電阻傳感器信號轉(zhuǎn)換電路模塊，液晶顯示模塊，和按鍵模塊連接。PtlOO鉬熱電阻將測得的溫度信號變成電阻信號，電阻信號通過轉(zhuǎn)換電路模塊變成電壓信號輸入至單片機(jī)及AD模塊，經(jīng)單片機(jī)處理后輸出測量結(jié)果，并在液晶顯示模塊上顯示。所述的轉(zhuǎn)換模塊包括插槽J1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻 R4、第五電阻R5、第一芯片U1。插槽Jl的1腳分別與第一電阻Rl的一端、第四電阻R4的一端、第一芯片Ul的7 腳像接于電源VCC Jl的2腳分別與第四電阻R4的另一端、第三電阻R3的一端、第一芯片 Ul的2腳連接Jl的1腳分別與第一電阻Rl的另一端、第二電阻R2的一端第一芯片Ul 的3腳連接，第二電阻R2的另一端和第三電阻R3的另一端相接于地；第一芯片Ul的1腳與第五電阻R5的一端連接，第五電阻R5的另一端與第一芯片Ul的8腳連接；第一芯片Ul 的4、5腳接地；插槽Jl上接PtlOO鉬熱電阻傳感器；第一芯片Ul的信號為Burr-Brown的精密儀用放大器INA122。所述的單片機(jī)及AD模塊包括第一電容C41、第二電容C42、第三電容C5、第四電容 C6、第五電容C74、第六電阻R28、第七電阻R16、晶振XI、第二芯片U2。第一電容C41 一端接VSS，另一端分別與晶振Xl的一端、第二芯片U2的4腳連接； 第二電容C42 —端接VSS，另一端分別與晶振Xl的另一端、第二芯片U2的5腳連接；第三電容C5 —端接VSS，另一端接第二芯片U2的6腳；第四電容C6 —端接電源VSS，另一端接第二芯片U2的7腳；第六電阻似8 —端接地VDD，另一端分別與第二芯片U2的8腳、第五電容C74的一端連接，第五電容C74的另一端接VSS ；第二芯片U2的20腳接第七電阻R16 的一端，第七電阻R16的另一端接VDD ；第二芯片U2的型號是MB95F204K。液晶顯示模塊包括第三芯片U3、第四芯片U4。第三芯片U3的1腳與第二芯片U2 的11腳相接；第三芯片U3的2腳與第二芯片U2的10腳相接；第三芯片U3的3腳與第二芯片U2的9腳相接；第三芯片U3的4腳接VSS ；第三芯片U3的6腳與第四芯片U4的1腳相接；第三芯片U3的7腳與第四芯片U4的3腳相接；第三芯片U3的8腳與第四芯片U4的 2腳相接；第三芯片U3的9腳與第四芯片U4的4腳相接；第三芯片U3的10腳與第四芯片 U4的9腳相接；第三芯片U3的11腳與第四芯片U4的10腳相接；第三芯片U3的12腳與第四芯片U4的11腳相接；第三芯片U3的13腳與第四芯片U4的12腳相接；第三芯片U3的 14腳與第四芯片U4的13腳相接；第三芯片U3的15腳與第四芯片U4的14腳相接；第三芯片U3的16腳與第四芯片U4的15腳相接；第三芯片U3的17腳與第四芯片U4的16腳相接；第三芯片U3的18腳與第四芯片U4的5腳相接；第三芯片U3的19腳與第四芯片U4 的6腳相接；第三芯片U3的20腳與第四芯片U4的7腳相接；第三芯片U3的21腳與第四芯片U4的8腳相接；第三芯片U3的型號是BL55024;第四芯片U4的型號是TBP8900-LCD/ A0所述的按鍵模塊包括第一上拉電阻R41、第二上拉電阻R42、第一按鍵KEY1、第二按鍵KEY2。第一上拉電阻R41 —端接VDD，另一端分別與第二芯片U2的2腳、第二按鍵KEY2 的一端連接，第二按鍵KEY2的另一端接地；第二上拉電阻R42 —端接VDD，另一端分別與第二芯片U2的1腳、第二按鍵KEYl的一端連接，第二按鍵KEYl的另一端接地。PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭夾在被測葉片表面，PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭和葉片固定夾具之間用泡沫塑料作為隔熱材料使PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭與遮光套之間的熱傳遞降到最小，Ptioo鉬熱電阻傳感器工作面貼在被測葉片表面進(jìn)行測量與采集。本發(fā)明具有的有益效果是
可簡便的對植物葉片溫度進(jìn)行測量，分辨力為0. 3°C，可以分辨出植物葉片溫度的變化。


圖1是植物葉片表面溫度測量儀器原理框圖。圖2是轉(zhuǎn)換電路3是單片機(jī)及AD電路圖。圖4是液晶顯示模塊電路圖。圖5是按鍵模塊電路圖。圖6是植物葉片溫度測量儀PtlOO鉬熱電阻傳感器工作俯視圖。圖中l(wèi)、Ptl00鉬熱電阻傳感器測頭；2、被測植物葉片。圖7是植物葉片溫度測量儀PtlOO鉬熱電阻傳感器工作主視圖。圖中1、被測植物葉片表面；2、PtlOO鉬熱電阻傳感器；3、PtlOO鉬熱電阻傳感器工作面；4、泡沫塑料隔熱材料；5、PtlOO鉬熱電阻傳感器信號線；6、葉片固定夾具。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，植物葉片表面溫度測量儀，包括轉(zhuǎn)換電路模塊，單片機(jī)及AD模塊，液晶顯示模塊，和按鍵模塊。MB95F204K富士通單片機(jī)分別與PtlOO鉬熱電阻傳感器信號轉(zhuǎn)換電路模塊，液晶顯示模塊，和按鍵模塊連接。PtlOO鉬熱電阻將測得的溫度信號變成電阻信號，電阻信號通過轉(zhuǎn)換電路模塊變成電壓信號輸入至單片機(jī)及AD模塊，經(jīng)單片機(jī)處理后輸出測量結(jié)果，并在液晶顯示模塊上顯示。如圖2所示的轉(zhuǎn)換模塊包括插槽J1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一芯片U1。插槽Jl的1腳分別與第一電阻Rl的一端、第四電阻R4的一端、第一芯片Ul的7 腳像接于電源VCC Jl的2腳分別與第四電阻R4的另一端、第三電阻R3的一端、第一芯片 Ul的2腳連接Jl的1腳分別與第一電阻Rl的另一端、第二電阻R2的一端第一芯片Ul 的3腳連接，第二電阻R2的另一端和第三電阻R3的另一端相接于地；第一芯片Ul的1腳與第五電阻R5的一端連接，第五電阻R5的另一端與第一芯片Ul的8腳連接；第一芯片Ul 的4、5腳接地；插槽Jl上接PtlOO鉬熱電阻傳感器；第一芯片Ul的信號為Burr-Brown的精密儀用放大器INA122。如圖3所示單片機(jī)及AD模塊包括第一電容C41、第二電容C42、第三電容C5、第四電容C6、第五電容C74、第六電阻R28、第七電阻R16、晶振XI、第二芯片U2。第一電容C41 一端接VSS，另一端分別與晶振Xl的一端、第二芯片U2的4腳連接； 第二電容C42 —端接VSS，另一端分別與晶振Xl的另一端、第二芯片U2的5腳連接；第三電容C5 —端接VSS，另一端接第二芯片U2的6腳；第四電容C6 —端接電源VSS，另一端接第二芯片U2的7腳；第六電阻似8 —端接地VDD，另一端分別與第二芯片U2的8腳、第五電容C74的一端連接，第五電容C74的另一端接VSS ；第二芯片U2的20腳接第七電阻R16 的一端，第七電阻R16的另一端接VDD ；第二芯片U2的型號是MB95F204K。如圖4所示液晶顯示模塊包括第三芯片U3、第四芯片U4。第三芯片U3的1腳與第二芯片U2的11腳相接；第三芯片U3的2腳與第二芯片 U2的10腳相接；第三芯片U3的3腳與第二芯片U2的9腳相接；第三芯片U3的4腳接VSS ； 第三芯片U3的6腳與第四芯片U4的1腳相接；第三芯片U3的7腳與第四芯片U4的3腳相接；第三芯片U3的8腳與第四芯片U4的2腳相接；第三芯片U3的9腳與第四芯片U4 的4腳相接；第三芯片U3的10腳與第四芯片U4的9腳相接；第三芯片U3的11腳與第四芯片U4的10腳相接；第三芯片U3的12腳與第四芯片U4的11腳相接；第三芯片U3的13腳與第四芯片U4的12腳相接；第三芯片U3的14腳與第四芯片U4的13腳相接；第三芯片U3的15腳與第四芯片U4的14腳相接；第三芯片U3的16腳與第四芯片U4的15腳相接；第三芯片U3的17腳與第四芯片U4的16腳相接；第三芯片U3的18腳與第四芯片U4 的5腳相接；第三芯片U3的19腳與第四芯片U4的6腳相接；第三芯片U3的20腳與第四芯片U4的7腳相接；第三芯片U3的21腳與第四芯片U4的8腳相接；第三芯片U3的型號是BL550M;第四芯片U4的型號是TBP8900-LCD/A。 如圖5所示按鍵模塊包括第一上拉電阻R41、第二上拉電阻R42、第一按鍵KEYl、第二按鍵KEY2。第一上拉電阻R41 —端接VDD，另一端分別與第二芯片U2的2腳、第二按鍵KEY2 的一端連接，第二按鍵KEY2的另一端接地；第二上拉電阻R42 —端接VDD，另一端分別與第二芯片U2的1腳、第二按鍵KEYl的一端連接，第二按鍵KEYl的另一端接地。本發(fā)明使用的PtlOO鉬熱電阻傳感器選用測量范圍為0-100°C的鉬熱電阻。如圖6所示，所述的PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭(1)貼在被測葉片表面(2)。如圖7所示，PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭(2)置于葉片固定夾具(6)中，葉片固定夾具(6)和PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭(2)之間用泡沫塑料(4)作為隔熱材料，使PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭(2)與葉片固定夾具之間的熱傳遞降到最小，PtlOO鉬熱電阻傳感器工作面(3)通過葉片固定夾具貼在被測葉片表面(1)進(jìn)行測量與采集。
權(quán)利要求
1.植物葉片溫度測量儀，其特征在于利用貼片Ptioo鉬熱電阻感知葉片表面溫度； MB95F204K富士通單片機(jī)分別與PtlOO鉬熱電阻傳感器信號調(diào)理電路、顯示屏和按鍵電路連接；PtlOO鉬熱電阻傳感器信號通過一不平等電橋，與美國Burr-Brown生產(chǎn)的精密儀用放大器INA122連接，將電阻信號變成電壓信號，輸出的輸出電壓端VO經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)化計(jì)算得到溫度值，并將值顯示在液晶屏上，通過按鍵實(shí)現(xiàn)用戶與儀器的交互功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物葉片溫度測量儀，其特征在于所述的PtlOO鉬熱電阻傳感器(1)貼在被測葉片(2)上表面，PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭(2)置于葉片固定夾具 (6)中，葉片固定夾具(6)和PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭(2)之間用泡沫塑料(4)作為隔熱材料，使PtlOO鉬熱電阻傳感器測頭(2)與葉片固定夾具之間的熱傳遞降到最小，PtlOO鉬熱電阻傳感器工作面(3)通過葉片固定夾具貼在被測葉片表面(1)進(jìn)行測量與采集。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種植物葉片溫度表面測量儀。該儀器以Pt100貼片鉑熱電阻作為測量葉片表面溫度的傳感器，同時(shí)Pt100鉑熱電阻傳感器信號輸出端與調(diào)理轉(zhuǎn)換電路的一端相連；儀器以MB95F204K富士通單片機(jī)作為電路的控制核心，且MB95F204K富士通單片機(jī)分別與Pt100鉑熱電阻傳感器信號調(diào)理電路的電壓輸出端、顯示屏和按鍵電路連接。本發(fā)明可簡便的對植物葉片溫度進(jìn)行測量，分辨力為0.3℃，可以分辨出植物葉片溫度的變化。
文檔編號G01K7/18GK102564634SQ20121005285
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者吳俊杰, 李東升, 李加福, 沈小燕, 蔣雪萍, 郭沖沖 申請人:中國計(jì)量學(xué)院, 杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院