投弃式温深测量仪高精度测温电路设计-论文.pdf

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1、山东科学第27卷第4期2014年8月出版SHANDONGSCIENCEVo1．27No．4Aug．2014DOI：10．3976／j．issn．1002—4026．2014．04．002海洋科技与装备专栏投弃式温深测量仪高精度测温电路设计雷卓，贺海靖，曲君乐，刘杰(山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛266001)摘要：为提高投弃式温度深度测量仪(XBT)的测温精度，本文利用电桥测温的方法设计了高精度测温电路，提出了新的校准方法，并应用软硬件结合设计了可靠的入水检测模块。海试结果表明，该XBT

2、测量的温度剖面与标准CTD剖面曲线相似度在0．9以上，测温平均误差小于0．2℃，在允许误差范围内，测温精度达到预期目标。关键词：投弃式温深仪；测温精度；入水检测中图分类号：P715．5文献标识码：A文章编号：1002-4026(2014)04-0008434Designofhigh—accuracytemperaturemeasurementcircuitofanexpendablebathythermographLEIZhuo，HEHal-jing，QUJun—le，LIUJie(ShandongProvincialKeyLab

3、oratoryofOceanEnvironmentalMonitoringTechnology，InstituteofOcean0graphicInstrumentation，ShandongAcademyofSciences，Qingdao266001，China)Abstract：Thispaperdevisesahigh—accuracytemperaturemeasurementcircuitwithatemperaturemeasurementbridgetoimprovetemperaturemeasurementac

4、curacyofanexpendablebathythermograph(XBT)．Anewcalibrationmethodisalsopresented．WefurtherdesignareliablewaterimmersiondetectionmodulecombinedwithsoftwareandhardwareOceanexperimentresultsindicatethatthetemperaturecurvemeasuredbyXBThasmorethanninetypercentsimilaritydegre

5、ewithstandardCTD，lessthan0．2ocforaveragetemperaturemeasurementerror．Thisisintherangeofallowederror，sotemperaturemeasurementaccuracyattainsexpectedvalues．Keywords：expendablebathythermograph；temperaturemeasurementaccuracy；waterimmersiondetection投弃式温深测量仪(expendablebathyt

6、hermograph，XBT)是一种测量海水温度剖面的仪器，每一次测量过程消耗一个测量探体，所以称为投弃式或消耗式。与一般常见的船载式温盐深仪(CTD)相比，XBT具有方便、灵活和快速等优点，适合于大面积海域的测量调查。XBT结构如图1所示，探体安装在发射筒中，探体中搭载温度传感器，探体释放入水后温度传感器开始测温，测量数据通过上下线轴上缠绕的漆包线传回甲板单元进行处理，并通过上位机显示。目前，美、日等国的XBT技术最成熟，已形成产品化。中国的XBT技术则刚起步，只有少数科研机构处收稿日期：2014-06-03基金项目：国家高技术

7、研究发展计划(863计划)(2012AA091904)作者简介：雷卓(1987一)，男，硕士，研究方向为深远海探测技术。Email：lzlvzf@163．coal第4期雷卓，等：投弃式温深测量仪高精度测温电路设计9于研制阶段，而且在温度测量精度方面与国外产品存在较大差距H]。本文设计的XBT系统使用热敏电阻作为测温元件，在用高性能低功耗的16位单片机和高精度的模数转换器为核心组建测温电路，通过多点校准插值计算使系统测温精度满足要求。另外，针对XBT入水开始工作的特点，设计了可靠的入水触发工作电路。1测温电路设计与校准1．1测温电路

8、设计针对XBT探体在海水中下落速度较快的特点，本系统选用高精度、高分辨率的热敏电阻作为测温传感器。热敏电阻相对于其他温度传感器，具有响应速度快、体积小且精度高等优点。如图2所示热敏电阻RT，其测量精度为±0．1oC，分辨率为0．02oC，响应速度为