CN109238372A - 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计 - Google Patents

高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计 Download PDF

Info

Publication number
CN109238372A
CN109238372A CN201811227453.2A CN201811227453A CN109238372A CN 109238372 A CN109238372 A CN 109238372A CN 201811227453 A CN201811227453 A CN 201811227453A CN 109238372 A CN109238372 A CN 109238372A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quartz crystal
temperature
iot
bulb
crystal probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811227453.2A
Other languages
English (en)
Inventor
章礼道
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201811227453.2A priority Critical patent/CN109238372A/zh
Publication of CN109238372A publication Critical patent/CN109238372A/zh
Priority to PCT/CN2019/000133 priority patent/WO2020082603A1/zh
Priority to CN201980069357.6A priority patent/CN113710991A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
    • G01S19/256—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS relating to timing, e.g. time of week, code phase, timing offset
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D27/00—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
    • G05D27/02—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00 characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明高灵敏度支持NB‑IoT的温度湿度计涉及一种民用高灵敏度、高稳定性、视在高精确度、低功耗，支持物联网，具有协调闭环控制空调、去湿机、加湿机能力的数字式温度湿度计；本发明包括干球石英晶体探头、湿球石英晶体探头、贮水槽及引水纤维件、微型风扇、卫星导航***天线、卫星导航***模块、ASIC、NB‑IoT芯片、NB‑IoT天线、锂离子充电电池及充电接口、显示及设置面板；本发明依托温度测量精确度达到1mK的干球温度和湿球温度、高精度的数字化的空气焓湿图、卫星导航***提供的大气压力修正、高精度的三次多项式曲线的***算法，相对湿度的计算值达5位有效数字，显示值4位有效数字，足以显示室内湿度的动态变化，足以通过空调、去湿机、加湿机、控制室内温度湿度的动态变化。

Description

高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计
(一)技术领域：
本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计涉及一种民用高灵敏度、高稳定性、视在高精确度、低功耗，支持物联网，具有协调闭环控制空调、去湿机、加湿机能力的数字式温度湿度计。
(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。
现有技术的“成为GPS导航仪和GPS智能导航手机的附加功能的GPS授时的石英晶体温度计”和“成为北斗导航仪和北斗智能导航手机的附加功能的北斗授时的石英晶体温度计”以互联网为技术手段，在其石英晶体探头所及测温范围内，能够实现高精度的温度测量的互联网移动应用。
现有技术的民用温度湿度计主要有玻璃杆干湿球温度湿度计；机械式温度湿度计和基于电子热敏元件、电子湿敏元件的数字式温度湿度计。
玻璃杆干球湿球温度湿度计的温度测量误差约±0.5K，湿度测量误差约±5％RH～±10％RH，不具备互联网应用能力；机械式温度湿度计以双金属片为温敏元件，以涂敷高分子亲水塑料的金属游丝为湿敏元件，其温度测量误差约±1K～±2K，其湿度测量误差约±5％RH，且时滞特别大，不具备互联网应用能力；现有技术电子式数字温度湿度计的温度测量误差约±0.3K，校准后的湿度测量误差约±3％RH，其湿度测量年漂移量高达2％RH另计，时滞较大，已有使用蓝牙技术用于控制和启、停空调、去湿机、加湿机的工程实例。
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things窄带-物联网)是基于蜂窝的低功耗窄带物联网技术。
(三)发明内容：
所要解决的技术问题：
解决现有技术的“成为GPS导航仪和GPS智能导航手机的附加功能的GPS授时的石英晶体温度计”和“成为北斗导航仪和北斗智能导航手机的附加功能的北斗授时的石英晶体温度计”不具备湿度测量功能，而且智能手机功耗较高，待机时间短；现有技术智能手机对于控制空调、去湿机、加湿机等的温度、湿度应用，仅作为一个遥信(空调出口风温)和遥控开、停机的手段，无法用于实时协调闭环控制空调、去湿机、加湿机；现有技术电子式数字温度湿度计的灵敏度和精确度较差，零点漂移、时滞较大，蓝牙技术的可靠传输距离较短，不具备实时协调闭环控制空调、去湿机、加湿机能力。
解决其技术问题采用的技术方案：
本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计采取与现有技术完全不同的技术路线，使用具有极高精度的卫星授时的石英晶体温度计实时测量室内的干球温度和湿球温度；使用大气标准状态下的高精度的数字化的空气焓湿图；卫星导航***提供当地的海拔标高，大气压力修正系数；采用高精度的三次多项式曲线的***算法，RH(Relative Humidity相对湿度)的计算值达5位有效数字，显示值4位有效数字；提供一种民用高灵敏度、高稳定性、视在高精确度、低功耗，支持物联网，具有实时闭环协调控制空调、去湿机、加湿机的能力的数字式温度湿度计。
视在高精确度是指若干台高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计放在一起，它们的温度和湿度示值高度一致；穷尽现有技术动态和静态的湿度校验规程和湿度校验技术手段，既无法证实其测量精度，也无法证伪其测量精度；但所述的高灵敏度、高稳定性、视在高精确度用于实时闭环协调控制民用空调、去湿机、加湿机已绰绰有余，与现有技术电子式数字温度湿度计相比较，足以获得一种全新的使用体验。
本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计包括干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)、贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)、卫星导航***天线(5)、卫星导航***模块(6)、ASIC(7)、NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、锂离子充电电池及充电接口(10)、显示及设置面板(11)；卫星导航***天线(5)接收卫星导航***授时信号，卫星导航***模块(6)输出高精度秒脉冲到ASIC(7)；ASIC(7)集成有双套石英晶体探头接口、振荡器、高速计数器以及运算器、时标发生器、存储器、显示及设置驱动单元、电源管理单元；2个振荡器分别与干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)组成各自的石英晶体振荡器，输出正弦波，正弦波的频率随干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)的温度而变化；2个高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波转换为同频率的窄尖脉冲，2个高速计数器在卫星导航***模块(6)提供的开门脉冲和关门脉冲之间的时间间隔内，分别精确计量窄尖脉冲数；对每一个特定的石英晶体探头，该窄尖脉冲数与石英晶体探头的温度单值相关；石英晶体探头内置的存储器存有该特定的石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线，在ASIC(7)初始化过程中被送入ASIC(7)的存储器；贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)为湿球石英晶体探头(2)提供所需要的测量物理条件并减小时滞；在ASIC(7)的存储器内，存储有大气标准状态下的高精度的数字化的空气焓湿图；卫星导航***提供当地的海拔标高和相应的大气压力修正系数；高精度的三次多项式曲线的***算法，RH的计算值达5位有效数字，显示值4位有效数字；时标发生器为日历时间，与高精度秒脉冲同步步进；经ASIC(7)的运算单元、显示及设置驱动单元和显示及设置面板(11)，显示即时干球温度、湿球温度及其即时温度变化速率、即时相对湿度，也可以曲线形式调看温度、湿度的历史数据；加注时标信号测点位置后的干球温度、湿球温度、RH计算值，经NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、路由器、和NB-IoT基站与其他NB-IoT设备、智能手机、PC机和云端连接。
发明的有益效果：
·以易于获取的具有极高精度的卫星授时信号取代基准石英晶体振荡器使本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计的温度测量由于授时精度引入的误差可以控制在不超过0.1PPM(PPM百万分之一)；
·对一台量程为2℃到35℃的卫星授时的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计的温度测量值由于授时精度引入的误差可以控制在不超过0.009mK；
·以易于获取的具有极高精度的卫星授时信号取代基准石英晶体振荡器使本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计的的干球温度和湿球温度测量精确度达到1mK(1968年国际实用温标使用标准铂电阻温度计分度，分度精度优于0.1mK)；
·温度测量、湿度测量的短期和长期零点漂移均接近为0；
·可以选择以华氏温标温标显示温度，温度测量精度不变；
·本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计依托温度测量精确度达到1mK的干球温度和湿球温度、高精度的数字化的空气焓湿图、卫星导航***提供的大气压力修正、高精度的三次多项式曲线的***算法，RH(Relative Humidity相对湿度)的计算值达5位有效数字，显示值4位有效数字，足以显示室内湿度的动态变化，足以通过空调、去湿机、加湿机、控制室内温度湿度的动态变化；
·本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计提供了一种适合在工业大规模条件下量产的民用高灵敏度、高稳定性、视在高精确度、低功耗，支持物联网，具有实时协调控制空调、去湿机、加湿机能力的数字式温度湿度计；
·仅适用于户内测量，使用户内湿球温度应≥2℃，干球温度应≤35℃，如接近上述极限，理论上RH的计算误差会加大，当干球温度≤0℃时，贮水槽及引水纤维件(3)会结冰，则完全脱离了本发明的设计条件；
·石英晶体探头内置的存储器存有该特定的石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线，在ASIC(7)初始化过程中被送入ASIC(7)的存储器，本发明使用的石英晶体探头具有良好的互换性，适合工业化大批量生产。
(四)附图说明：
图1为高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计的***图。
在图1中：
1 干球石英晶体探头、 2 湿球石英晶体探头、
3 贮水槽及引水纤维件、 4 微型风扇、
5 卫星导航***天线、 6 卫星导航***模块、
7 ASIC、 8 NB-IoT芯片、
9 NB-IoT天线、 10 锂离子充电电池及充电接口、
11 显示及设置面板。
(五)具体实施方式：
实施例1：
现结合图1以一台干球温度量程为2℃到35℃，RH量程为0％到100％的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计(北斗方案)为例说明实现发明的优选方式。
本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计(北斗方案)包括干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)、贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)、卫星导航***天线(5)、卫星导航***模块(6)、ASIC(7)、NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、锂离子充电电池及充电接口(10)、显示及设置面板(11)；卫星导航***天线(5)接收卫星导航***授时信号，卫星导航***模块(6)输出高精度秒脉冲到ASIC(7)；ASIC(7)集成有双套石英晶体探头接口、振荡器、高速计数器以及运算器、时标发生器、存储器、显示及设置驱动单元、电源管理单元；2个振荡器分别与干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)组成各自的石英晶体振荡器，输出正弦波，正弦波的频率随干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)的温度而变化；2个高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波转换为同频率的窄尖脉冲，2个高速计数器在卫星导航***模块(6)提供的开门脉冲和关门脉冲之间的时间间隔内，分别精确计量窄尖脉冲数；对每一个特定的石英晶体探头，该窄尖脉冲数与石英晶体探头的温度单值相关；石英晶体探头内置的存储器存有该特定的石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线，在ASIC(7)初始化过程中被送入ASIC(7)的存储器；贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)为湿球石英晶体探头(2)提供所需要的测量物理条件并减小时滞；在ASIC(7)的存储器内，存储有大气标准状态下的高精度的数字化的空气焓湿图；卫星导航***提供当地的海拔标高和相应的大气压力修正系数；高精度的三次多项式曲线的***算法，RH的计算值达5位有效数字，显示值4位有效数字；时标发生器为日历时间，与高精度秒脉冲同步步进；经ASIC(7)的运算单元、显示及设置驱动单元和显示及设置面板(11)，显示即时干球温度、湿球温度及其即时温度变化速率、即时相对湿度，也可以曲线形式调看温度、湿度的历史数据；加注时标信号测点位置后的干球温度、湿球温度、RH计算值，经NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、路由器、和NB-IoT基站与其他NB-IoT设备、智能手机、PC机和云端连接。
卫星导航***天线(5)在本实施例中，具体化为北斗天线；卫星导航***模块(6)在本实施例中，具体化为北斗模块；
干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的石英晶体探头制造有一定的离散度，高精确度应用的石英晶体探头，必须分别对每一只石英晶体探头进行标定，并将石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线存入石英晶体探头内置的存储器，标定的精确度将决定干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的精确度；
干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的不锈钢外壳经喷砂亚光化处理，提高其表面亲水湿润能力；
微型风扇(4)设计电压3.7V，设计电流10mA，有效减小湿球石英晶体探头(2)的测量时滞的作用；
ASIC(7)中的双套高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波的上半波变换为宽度小于10ns的尖脉冲，下半波切除；高速计数器数出1s内的尖脉冲数即为石英晶体探头(1)的频率，高速计数器的高频计数上限为100MHz，即面对100MHz的尖脉冲序列可精确计数，在规定的时间周期内，一个不多，一个不少；
ASIC(7)中的运算器按干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)各自的窄尖脉冲数——温度曲线，将尖脉冲数换算为温度，再加上时标后存入ASIC(7)的存储器；
北斗天线接收北斗卫星授时信号，北斗模块输出高精度秒脉冲到ASIC(7)；秒脉冲宽度小于10ns；
显示及设置面板(11)，彩色且具有触控功能。
实施例2：
现结合图1以一台干球温度量程为2℃到35℃，RH量程为0％到100％的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计(GLONASS方案)为例说明实现发明的优选方式。
本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计(GLONASS方案)包括干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)、贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)、卫星导航***天线(5)、卫星导航***模块(6)、ASIC(7)、NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、锂离子充电电池及充电接口(10)、显示及设置面板(11)；卫星导航***天线(5)接收卫星导航***授时信号，卫星导航***模块(6)输出高精度秒脉冲到ASIC(7)；ASIC(7)集成有双套石英晶体探头接口、振荡器、高速计数器以及运算器、时标发生器、存储器、显示及设置驱动单元、电源管理单元；2个振荡器分别与干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)组成各自的石英晶体振荡器，输出正弦波，正弦波的频率随干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)的温度而变化；2个高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波转换为同频率的窄尖脉冲，2个高速计数器在卫星导航***模块(6)提供的开门脉冲和关门脉冲之间的时间间隔内，分别精确计量窄尖脉冲数；对每一个特定的石英晶体探头，该窄尖脉冲数与石英晶体探头的温度单值相关；石英晶体探头内置的存储器存有该特定的石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线，在ASIC(7)初始化过程中被送入ASIC(7)的存储器；贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)为湿球石英晶体探头(2)提供所需要的测量物理条件并减小时滞；在ASIC(7)的存储器内，存储有大气标准状态下的高精度的数字化的空气焓湿图；卫星导航***提供当地的海拔标高和相应的大气压力修正系数；高精度的三次多项式曲线的***算法，RH的计算值达5位有效数字，显示值4位有效数字；时标发生器为日历时间，与高精度秒脉冲同步步进；经ASIC(7)的运算单元、显示及设置驱动单元和显示及设置面板(11)，显示即时干球温度、湿球温度及其即时温度变化速率、即时相对湿度，也可以曲线形式调看温度、湿度的历史数据；加注时标信号测点位置后的干球温度、湿球温度、RH计算值，经NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、路由器、和NB-IoT基站与其他NB-IoT设备、智能手机、PC机和云端连接。
卫星导航***天线(5)在本实施例中，具体化为GLONASS天线；卫星导航***模块(6)在本实施例中，具体化为GLONASS模块；
干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的石英晶体探头制造有一定的离散度，高精确度应用的石英晶体探头，必须分别对每一只石英晶体探头进行标定，并将石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线存入石英晶体探头内置的存储器，标定的精确度将决定干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的精确度；
干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的不锈钢外壳经喷砂亚光化处理，提高其表面亲水湿润能力；
微型风扇(4)设计电压3.7V，设计电流10mA，有效减小湿球石英晶体探头(2)的测量时滞的作用；
ASIC(7)中的双套高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波的上半波变换为宽度小于10ns的尖脉冲，下半波切除；高速计数器数出1s内的尖脉冲数即为石英晶体探头(1)的频率，高速计数器的高频计数上限为100MHz，即面对100MHz的尖脉冲序列可精确计数，在规定的时间周期内，一个不多，一个不少；
ASIC(7)中的运算器按干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)各自的窄尖脉冲数——温度曲线，将尖脉冲数换算为温度，再加上时标后存入ASIC(7)的存储器；
GLONASS天线接收GLONASS卫星授时信号，GLONASS模块输出高精度秒脉冲到ASIC(7)；秒脉冲宽度小于10ns；
显示及设置面板(11)，彩色且具有触控功能。
实施例3：
现结合图1以一台干球温度量程为2℃到35℃，RH量程为0％到100％的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计(GPS方案)为例说明实现发明的优选方式。
本发明高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计(GPS方案)包括干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)、贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)、卫星导航***天线(5)、卫星导航***模块(6)、ASIC(7)、NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、锂离子充电电池及充电接口(10)、显示及设置面板(11)；卫星导航***天线(5)接收卫星导航***授时信号，卫星导航***模块(6)输出高精度秒脉冲到ASIC(7)；ASIC(7)集成有双套石英晶体探头接口、振荡器、高速计数器以及运算器、时标发生器、存储器、显示及设置驱动单元、电源管理单元；2个振荡器分别与干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)组成各自的石英晶体振荡器，输出正弦波，正弦波的频率随干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)的温度而变化；2个高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波转换为同频率的窄尖脉冲，2个高速计数器在卫星导航***模块(6)提供的开门脉冲和关门脉冲之间的时间间隔内，分别精确计量窄尖脉冲数；对每一个特定的石英晶体探头，该窄尖脉冲数与石英晶体探头的温度单值相关；石英晶体探头内置的存储器存有该特定的石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线，在ASIC(7)初始化过程中被送入ASIC(7)的存储器；贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)为湿球石英晶体探头(2)提供所需要的测量物理条件并减小时滞；在ASIC(7)的存储器内，存储有大气标准状态下的高精度的数字化的空气焓湿图；卫星导航***提供当地的海拔标高和相应的大气压力修正系数；高精度的三次多项式曲线的***算法，RH的计算值达5位有效数字，显示值4位有效数字；时标发生器为日历时间，与高精度秒脉冲同步步进；经ASIC(7)的运算单元、显示及设置驱动单元和显示及设置面板(11)，显示即时干球温度、湿球温度及其即时温度变化速率、即时相对湿度，也可以曲线形式调看温度、湿度的历史数据；加注时标信号测点位置后的干球温度、湿球温度、RH计算值，经NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、路由器、和NB-IoT基站与其他NB-IoT设备、智能手机、PC机和云端连接。
卫星导航***天线(5)在本实施例中，具体化为GPS天线；卫星导航***模块(6)在本实施例中，具体化为GPS模块；
干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的石英晶体探头制造有一定的离散度，高精确度应用的石英晶体探头，必须分别对每一只石英晶体探头进行标定，并将石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线存入石英晶体探头内置的存储器，标定的精确度将决定干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的精确度；
干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的不锈钢外壳经喷砂亚光化处理，提高其表面亲水湿润能力；
微型风扇(4)设计电压3.7V，设计电流10mA，有效减小湿球石英晶体探头(2)的测量时滞的作用；
ASIC(7)中的双套高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波的上半波变换为宽度小于10ns的尖脉冲，下半波切除；高速计数器数出1s内的尖脉冲数即为石英晶体探头(1)的频率，高速计数器的高频计数上限为100MHz，即面对100MHz的尖脉冲序列可精确计数，在规定的时间周期内，一个不多，一个不少；
ASIC(7)中的运算器按干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)各自的窄尖脉冲数——温度曲线，将尖脉冲数换算为温度，再加上时标后存入ASIC(7)的存储器；
GPS天线接收GPS卫星授时信号，GPS模块输出高精度秒脉冲到ASIC(7)；秒脉冲宽度小于10ns；
显示及设置面板(11)，彩色且具有触控功能。

Claims (6)

1.一种高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计，其特征在于：包括干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)、贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)、卫星导航***天线(5)、卫星导航***模块(6)、ASIC(7)、NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、锂离子充电电池及充电接口(10)、显示及设置面板(11)；卫星导航***天线(5)接收卫星导航***授时信号，卫星导航***模块(6)输出高精度秒脉冲到ASIC(7)；ASIC(7)集成有双套石英晶体探头接口、振荡器、高速计数器以及运算器、时标发生器、存储器、显示及设置驱动单元、电源管理单元；2个振荡器分别与干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)组成各自的石英晶体振荡器，输出正弦波，正弦波的频率随干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)的温度而变化；2个高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波转换为同频率的窄尖脉冲，2个高速计数器在卫星导航***模块(6)提供的开门脉冲和关门脉冲之间的时间间隔内，分别精确计量窄尖脉冲数；对每一个特定的石英晶体探头，该窄尖脉冲数与石英晶体探头的温度单值相关；石英晶体探头内置的存储器存有该特定的石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线，在ASIC(7)初始化过程中被送入ASIC(7)的存储器；贮水槽及引水纤维件(3)、微型风扇(4)为湿球石英晶体探头(2)提供所需要的测量物理条件并减小时滞；在ASIC(7)的存储器内，存储有大气标准状态下的高精度的数字化的空气焓湿图；卫星导航***提供当地的海拔标高和相应的大气压力修正系数；高精度的三次多项式曲线的***算法，RH的计算值达5位有效数字，显示值4位有效数字；时标发生器为日历时间，与高精度秒脉冲同步步进；经ASIC(7)的运算单元、显示及设置驱动单元和显示及设置面板(11)，显示即时干球温度、湿球温度及其即时温度变化速率、即时相对湿度，也可以曲线形式调看温度、湿度的历史数据；加注时标信号测点位置后的干球温度、湿球温度、RH计算值，经NB-IoT芯片(8)、NB-IoT天线(9)、路由器、和NB-IoT基站与其他NB-IoT设备、智能手机、PC机和云端连接。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计，其特征是所述的干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的石英晶体探头制造有一定的离散度，高精确度应用的石英晶体探头，必须分别对每一只石英晶体探头进行标定，并将石英晶体探头的窄尖脉冲数——温度曲线存入石英晶体探头内置的存储器，标定的精确度将决定干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的精确度。
3.根据权利要求1所述的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计，其特征是所述的ASIC(7)中的双套高速计数器前端的脉冲整形电路将正弦波的上半波变换为宽度小于10ns的尖脉冲，下半波切除；高速计数器数出1s内的尖脉冲数即为石英晶体探头(1)的频率，高速计数器的高频计数上限为100MHz，即面对100MHz的尖脉冲序列可精确计数，在规定的时间周期内，一个不多，一个不少。
4.根据权利要求1所述的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计，其特征是所述的ASIC(7)中的运算器按干球石英晶体探头(1)和湿球石英晶体探头(2)各自的窄尖脉冲数——温度曲线，将尖脉冲数换算为温度，再加上时标后存入ASIC(7)的存储器。
5.根据权利要求1所述的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计，其特征是所述的干球石英晶体探头(1)、湿球石英晶体探头(2)的不锈钢外壳经喷砂亚光化处理，提高其表面亲水湿润能力。
6.根据权利要求1所述的高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计，其特征是所述的微型风扇(4)有效减小湿球石英晶体探头(2)的测量时滞的作用。
CN201811227453.2A 2018-10-22 2018-10-22 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计 Pending CN109238372A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811227453.2A CN109238372A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计
PCT/CN2019/000133 WO2020082603A1 (zh) 2018-10-22 2019-06-25 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计
CN201980069357.6A CN113710991A (zh) 2018-10-22 2019-06-25 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811227453.2A CN109238372A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109238372A true CN109238372A (zh) 2019-01-18

Family

ID=65080842

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811227453.2A Pending CN109238372A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计
CN201980069357.6A Pending CN113710991A (zh) 2018-10-22 2019-06-25 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980069357.6A Pending CN113710991A (zh) 2018-10-22 2019-06-25 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN109238372A (zh)
WO (1) WO2020082603A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020082603A1 (zh) * 2018-10-22 2020-04-30 章礼道 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113514013B (zh) * 2021-04-20 2023-02-24 广西电网有限责任公司南宁供电局 弧垂测量方法、装置、计算机设备和存储介质

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2055247U (zh) * 1989-05-06 1990-03-28 山东建筑工程学院 高精度温湿度传感器
CN2072687U (zh) * 1989-06-22 1991-03-06 山东省德州电子仪器厂 精密温湿度巡检仪
CN201242691Y (zh) * 2008-04-03 2009-05-20 湖南九天科技有限公司 烟叶烘烤自动控制仪
CN101644607B (zh) * 2009-08-14 2010-12-29 山东省果树研究所 自动记录式通风干湿温度装置
CN101793564B (zh) * 2010-02-24 2012-04-18 彭希南 一体化干球湿球温度无线传感装置
TW201310026A (zh) * 2011-08-29 2013-03-01 Az Instr Corp 乾濕球濕度計
CN105222505B (zh) * 2014-05-30 2019-09-17 海尔集团技术研发中心 加湿室的控制方法及冰箱
CN204346962U (zh) * 2014-10-15 2015-05-20 廊坊市大华夏神农信息技术有限公司 一种高湿结露环境下空气相对湿度传感器
CN105866344A (zh) * 2016-05-13 2016-08-17 成都易思科科技有限公司 一种用于进行环境湿度检测的方法
CN108534906A (zh) * 2018-04-04 2018-09-14 浙江大寺计量校准有限公司 一种多点温湿度测试仪及其使用方法
CN108593124B (zh) * 2018-04-17 2023-01-10 章礼道 支持NB-IoT的高精度温度传感器
CN109238372A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 章礼道 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020082603A1 (zh) * 2018-10-22 2020-04-30 章礼道 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020082603A1 (zh) 2020-04-30
CN113710991A (zh) 2021-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019200974A1 (zh) 支持NB-IoT的高精度温度传感器
US7552635B2 (en) Humidity sensor capable of self-regulating temperature compensation and manufacturing method thereof
CN101532888A (zh) 一种温湿度传感器的校准***和校准方法
CN203365021U (zh) 便携式温度校准仪
Huang et al. High precision, fast ultrasonic thermometer based on measurement of the speed of sound in air
US10359308B2 (en) Flow meter and a method of calibration
WO2007014400A2 (en) Three dimensional anemometer comprising thick film segmented thermistors
CN109238372A (zh) 高灵敏度支持NB-IoT的温度湿度计
CN103499400B (zh) 北斗gps授时的石英晶体温度计
CN109443601A (zh) 基于热电阻的高精度多点温度测量***及温度校准方法
CN103076254B (zh) 一种油品挥发性测定装置
WO2019200973A1 (zh) 可穿戴式高精度体温传感器
CN103884446A (zh) 北斗授时的石英晶体温度计
CN110030784A (zh) 使用卫星授时温度传感器的智能冷冻冷藏箱
Burlet et al. Niphargus: A silicon band-gap sensor temperature logger for high-precision environmental monitoring
CN106768436A (zh) 用于检测电动机绕组温度的方法
CN210953901U (zh) 湿度器校准电路及湿度器
CN208350230U (zh) 一种高精度高稳定性温度巡检仪
Dhungana et al. Digital Portable Weather Station Monitoring System Using Arduino Uno
CN202159028U (zh) 精密冷镜式露点仪
CN108120357A (zh) 一种螺旋测微器
CN202814578U (zh) 一种气体温度计
CN213481391U (zh) 一种温湿度传感器校准装置
Islamovich et al. DESCRIPTION OF EXPERIMENTAL DEVICES IN GREENHOUSES AND EVALUATION OF ERRORS OF MEASUREMENT CONTROL DEVICES
CN102798478A (zh) 一种气体温度计

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190118

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication