基于C8051F350及CC1000的高精度無(wú)線水溫測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要：本設(shè)計(jì)是基于C8051F350及CC1000芯片實(shí)現(xiàn)高精度無(wú)線河流水溫測(cè)量，利用高精度恒溫槽采用多項(xiàng)式曲線擬合及軟件數(shù)據(jù)處理來(lái)完成鉑電阻阻值-電壓-溫度標(biāo)定轉(zhuǎn)換的測(cè)水溫方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、功耗低、工作穩(wěn)定可靠、精度高，具有較大的實(shí)用性。

　　概述

　　在河流水文測(cè)量中，水溫的測(cè)量是其基本測(cè)量要素之一，早期常規(guī)測(cè)量方法是用圖1所示的水溫表，由測(cè)量人員用細(xì)繩懸吊放置在水面下一定深度一定時(shí)間后，提出水面觀讀水溫并記錄。此法手段落后，雨雪天測(cè)量人員的安全也難以保障。在電子、通訊技術(shù)飛速發(fā)展的今天，溫度測(cè)量技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用，也使得測(cè)溫系統(tǒng)的高精度、低功耗、遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。本系統(tǒng)采用應(yīng)用較為普遍的PT1000鉑電阻作為溫度傳感器，設(shè)計(jì)恒流源、電阻-電壓轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大、帶有A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)等電路對(duì)電壓信號(hào)采集、處理、計(jì)算、無(wú)線發(fā)送等進(jìn)行水溫測(cè)量，是一種有效的遠(yuǎn)程溫度測(cè)量方法。具有精度高、功耗低、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的推廣價(jià)值?！　?/p>

 

　　系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)電路由兩大部分組成(見(jiàn)圖2)，分別為安裝于戶外河流邊的水溫測(cè)量端機(jī)(圖A)和安裝于室內(nèi)的接收端機(jī)(圖B)組成?！　?/p>

 

　　溫度檢測(cè)電路

　　設(shè)計(jì)檢測(cè)水溫的變化范圍為-5~45℃，精確檢測(cè)水溫模擬信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，其檢測(cè)電路如圖3所示。選用鉑電阻PT1000作為測(cè)水溫的傳感器，為了減小傳感器導(dǎo)線電阻帶來(lái)的附加誤差，采用三線制接法。傳感器供電采用LM134、R₀₁、R₁、D₁組成的無(wú)溫漂恒流源，恒定電流為0.5mA。電流流經(jīng)鉑電阻后的電壓信號(hào)由高精度、低功耗、低噪聲、低漂移、寬帶運(yùn)放U1B(AD8606)線性放大，再經(jīng)U1A濾波輸出V₀。