应用AD590进行多点温度的精确测量

　　一、引言

　　节水园区与生态试验场自动灌溉及数据采集系统是集蒸渗测坑自动灌溉，地下水自动供排系统与地下水消耗量、补给量自动采集，土壤温度的自动采集、数据导入、数据记录、自动分析及网络数据查询等功能于一体的现代化的农业节水自动控制系统。系统中有 480 个点的温度需要采集，点数较多，如果依照传统的点对点采集的方法，对 CUP 的点数要求必然很高，从而导致成本的大幅度提高，针对上述问题我们设计了该多点温度采集系统，在多点温度需要测量的实际情况下，实现了低成本的温度精确测量，大大减少了系统的工程投资。

　　二、多点温度测量系统的功能要求

　　采集每个测坑的分层土壤温度并记录到计算机中，传感器布置在各个测坑内，数据线由地下廊道的预留孔引出。温度传感器要求具有很高的抗腐蚀性，能够长期放置于测坑内(保证五年内不因为腐蚀问题更换传感器)。设计方案要保证在传感器安装完成后，传感器数据能够准确传送到上位机的数据采集系统中。

　　需要进行温度测量的测坑共有 32 个，每个测坑分 5 层布置温度传感器，每一层布置 3 个传感器，总计480 个温度模拟量。要求定时采集所有传感器数据，并将所有数据存入数据库中，为今后的试验分析提供依据。要能够判断明显的传感器故障(如传感器输出超出正常范围)，做出报警并记录相关报警信息。[1]

　　三、多点温度测量系统的组成及工作原理

　　依据多点温度测量系统的功能要求，可以得知系统对温度采集的精度要求较高，相比之下对测量的实时性要求不高，同时工程投资要求尽量低。为了在实现系统的功能要求的前提下实现低成本精确测量，我们采用了这样的系统设计方案，即使用性价比较高的 AD590 温度传感器采集温度信号，通过专门开发的 64 选 1信号选通器分时选通不同点的温度信号，结合 CPU 模拟量输入特点选择恰当的信号输入类型提高信号精度，通过程序对采集到的信号进行合理性校验、存储或报警处理。多点温度测量的原理框图如图 1 所示。

　　1、 性价比较高的温度传感器件的选择

　　常见的用于温度测量的传感器主要有热电阻、热电偶和半导体集成型温度传感器。传统的温度传感器是利用热电阻做温度敏感元件，虽然具有成本低的优点，输出的电阻值需叠加传输线路的电阻后才能进入信号处理电路，信号处理电路的输入与传输线路长度相关联，而现场测温点离信号处理电路的距离不一，这样不仅会给调试工作带来不变，而且也会影响测量精度。热电偶传感器的输出为微电压信号，在传输过程中易受到干扰，并且需要冷端补偿，导致电路设计复杂[2]。而本系统对测得温度的精度要求较高，且现场测温点到信号处理电路的距离不一，因此选用电流输出型的集成温度传感器 AD590。