電子發(fā)燒友網報道（文/李誠）隨著科技的不斷發(fā)展，人們對溫度記錄的需求也在不斷擴大。無論是在冷鏈運輸、電子制造、煙酒倉庫，還是食品加工、實驗室研究等生產運輸場景，精確地記錄溫度變化對產品的質量和安全都起著至關重要的作用。而一次性溫度計作為一種新型的溫度變化記錄設備，因其方便、快捷和高效的特點，也受到了人們的青睞。

為進一步了解溫度記錄儀的工作原理和內部構造，近日筆者對一款帶有USB接口的溫度記錄儀進行了拆解，并對如何測溫以及數據存儲的工作原理進行了深入分析。

外觀設計

在產品外觀方面，本次拆解的溫度計與常見的水銀、槍式溫度計有所不同，外觀形式一塊U盤，并配備了USB金手指。



正面設計有一顆開始按鍵和兩顆紅、藍狀態(tài)指示燈，背面標注了溫度計的溫度采樣周期和間隔時間（采樣周期60天、采樣間隔6分鐘），開關鍵按下后的開始采樣時間，以及設備唯一識別碼。設備唯一識別碼的使用，主要是為了區(qū)分各個設備，避免出現混淆，方便用戶對溫度計的使用進行跟蹤和監(jiān)控。

同時，為了避免某些使用場景所產生的水汽或液體會對溫度計造成損壞，溫度計的外圍還使用了一層塑料膜進行密封，以此保護溫度計內部元件不受浸泡或受潮等負面影響，提升設備的防水性能。

不得不說這防水設計絕了！既解決了設備防水的問題，還兼顧了成本的控制。畢竟，任何降低成本的方案最終都會直接或間接地受益于消費者，更何況還是一次性產品。

內部拆解及使用實測

畢竟這是一款一次性產品，相比于其他需要專業(yè)工具或繁瑣拆解步驟的設備而言，這款溫度計的拆解難度并不高，只需要撕開溫度計正、反兩面的減振泡棉，即可看到溫度計的內部構造和細節(jié)設計。



通過拆解發(fā)現，這款溫度計內部的電路結構非常簡潔明了。主要器件只包含了一顆主控芯片和一顆CR2032紐扣電池。

可能有人會好奇，這是一款用于測量溫度的溫度計，但是為什么主板上卻沒有看到一顆測量溫度的溫度傳感器或熱敏電阻呢？



其實，這款溫度計采用的是一顆片上集成了溫度傳感器的主控芯片CH573，該芯片是由沁恒微電子基于RISC-V內核推出以一款低功耗藍牙主控，除了內置溫度傳感器、藍牙通信模塊之外，還集成了USB 2.0 全速收發(fā)器、LCD驅動模塊、觸摸按鍵檢測模塊等豐富外設資源。

可能是考慮到成本和負載的問題，藍牙功能并沒有被這款溫度計所采用，只使用了芯片內置的溫度傳感器和USB 2.0全速收發(fā)器。一般情況下，主控芯片內部的溫度傳感器會對溫度變化進行采樣，并將其存儲至指定的存儲空間。當USB收發(fā)器接收到外部讀取指令時，主控芯片就會根據預設的程序訪問存儲器，并將已經存儲的溫度數據調用至固定的報告模板，最后以PDF的形式輸出檢測報告。

由于溫度計電路功能單一、外設電路簡單、負載恒定，所以芯片自身的溫度變化相對于外界的溫度而言是基本穩(wěn)定的，完全可以直接調用芯片內部的MCU對周圍環(huán)境溫度進行檢測。

例如，雅特力AT32系列和意法半導體STM32系列內置溫度傳感器的MCU，在實際應用中也有很多直接調用內部溫度傳感器測量環(huán)境溫度的例子。



這是一份歷經3個小時零6分檢測后輸出的檢測報告（報告輸出無需任何驅動，USB插入電腦自動生成），報告內容十分詳細。除了基本的設備識別碼、采樣周期、采樣間隔等信息外，還會詳細標注峰谷溫度以及每一個采樣節(jié)點的時間、溫度，并提供溫度變化曲線圖，全面展示設備的工作狀態(tài)，讓用戶更直觀、準確地了解設備的溫度變化情況。



通過對溫度計電路的觀察發(fā)現，這款溫度計并沒有配備專門用于存儲溫度數據的閃存芯片。由此推斷，此款溫度計的溫度變化數據，應該存儲在MCU內部的非易失性存儲空間里。通過CH573的datesheet了解到，該芯片非易失性存儲空間最大容量約為500KB左右，但將溫度計插入電腦后卻顯示有將近8MB的存儲空間，二者參數存在互不對等的情況，這究竟是為什么呢？



在時鐘方面，盡管主控內部已經內置了時鐘，但外圍電路還是采用了高、低速兩顆晶振，以此提高時鐘的精度。其中高速晶振提供了更為精確的系統(tǒng)時鐘，保證設備整體的穩(wěn)定性和可靠性；而低速晶振則針對每次溫度采樣提供更精確的定時功能，確保數據采集的準確性和精度。

結語

綜合來看，這款溫度計的技術難度并不高，但在創(chuàng)新性和實用性方面非常出色。通過采用片上集成溫度傳感器的主控芯片，極大地簡化了電路結構的設計和傳感器的使用，使得整個產品的制造成本得到大幅降低。除此之外，通過預設程序與USB 2.0全速收發(fā)器的配合，直接生成PDF，也讓數據采集、保存變得更加的方便和快捷?？偟膩碚f，這款溫度計無論是在性能和成本方面，都比較容易讓人認可。