專利名稱：集成探頭數(shù)字測溫儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于溫度測量技術領域。
傳統(tǒng)的測溫儀是用熱電偶或熱電阻作為傳感元件，傳感信號經(jīng)放大后推動動圈式指針表指示溫度或數(shù)字顯示器顯示溫度，動圈式指針表不便觀察，讀數(shù)誤差大，數(shù)字顯示雖然精度高，便于觀察，但由于采用熱電偶或熱電阻作為傳感元件，一是線性度差，尤其是25℃以下，必須用復雜的低溫補償網(wǎng)絡或微處理軟件系統(tǒng)來提高精度，使得測量系統(tǒng)復雜，調試麻煩，成本增高，二是熱電偶或熱電阻都屬于電壓型測溫元件，不適用于遠距離測量。
本實用新型的目的是設計一種電路簡單、測量精度高、適用于遠距離測量的測 溫儀。
本實用新型包括由電源變壓器、橋式整流器、濾波電容、三端集成穩(wěn)壓器構成的整流濾波穩(wěn)壓電路，在整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端接有由集成電路構成的模數(shù)轉換器和由集成電路構成的數(shù)字顯示器，數(shù)字顯示器的信號輸入端與模數(shù)轉換器的信號輸出端連接，在整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端還并聯(lián)有由集成電路和電容構成的向模數(shù)轉換器提供負電壓的電壓變換器和由集成電路、電位器構成的向模數(shù)轉換器提供基準電壓的基準電壓電路，其特征是在模數(shù)轉換器的信號輸入端接有溫度測試電路，溫度測試電路包括集成探頭電流型溫度傳感器和與集成探頭電流型溫度傳感器串聯(lián)的電阻，在二者的公共接點處接有控制開關，控制開關的另一端與模數(shù)轉換器的信號輸入端連接，溫度測試電路接在由橋式整流器、濾波電容、三端集成穩(wěn)壓器構成的另一整流濾波穩(wěn)壓電路的兩端，在該整流濾波穩(wěn)壓電路的兩端還并聯(lián)一由集成穩(wěn)壓器和電位器、電容構成的能隙基準穩(wěn)壓電路，在該電路中，電位器的滑動臂接地。
由于本實用新型采用了由美國進口的集成探頭電流型溫度傳感器，工作時它產(chǎn)生的電流僅與測溫現(xiàn)場的絕對溫度成1MA／ok的桓定線性關系，故不論放置在測溫現(xiàn)場的集成探頭電流型溫度傳感器與本測溫儀的其他部分的連接線長短和連接線本身電阻大小如何變化，只要測溫現(xiàn)場的絕對溫度不變，流過與集成探頭電流型溫度傳感器串聯(lián)的電阻中的電流也不變，因此本測溫儀可用于遠距離測量；由于將代表測溫現(xiàn)場溫度的電流轉換成電壓僅用了與集成探頭電流型溫度傳感器串聯(lián)的電阻來實現(xiàn)，將測溫現(xiàn)場的絕對溫度轉換成攝氏溫度僅用了能隙基準穩(wěn)壓電路，模數(shù)轉換器和數(shù)字顯示器選用集成電路，因此本測溫儀電路簡單；由于從測溫信號的產(chǎn)生到模數(shù)轉換器中間只經(jīng)過電阻和控制開關，沒有采用放大電路，因此也就沒有放大電路的零點漂移，又加采用數(shù)字顯示，因此本測溫儀測量精度高。上述的特點決定了本測溫儀可廣泛用于冷庫、釀造、食品加工、糧庫、油庫、蔬菜生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等工業(yè)生產(chǎn)中。
附圖示出了本實用新型的實施例，其中

圖1是實施例的電原理圖；圖2是集成探頭電流型溫度傳感器的電原理圖。
在本實施例中，集成探頭數(shù)學測溫儀包括由電源變壓器B、橋式整流器IC201、濾波電容C201、C203、三端集成穩(wěn)壓器IC202構成的輸出＋5V的整流濾波穩(wěn)壓電路(1)，在整流濾波穩(wěn)壓電路(1)的輸出端接有由集成電路IC205構成的模數(shù)轉換器(2)和由集成電路IC206構成的數(shù)字顯示器(3)，數(shù)字顯示器(3)的信號輸入端與模數(shù)轉換器(2)的信號輸出端連接，IC205的外圍元件有振蕩元件C211R203、基準電容C212、積分元件R202C208、自穩(wěn)零電容C209和小數(shù)點限流電阻R204，在整流濾波穩(wěn)壓電路(1)的輸出端還并聯(lián)有由集成電路IC203構成的向模數(shù)轉換器(2)提供－5V電壓的電壓變換器(4)和由集成電路IC204、電位器W201構成的向模數(shù)轉換器(2)提供基準電壓的基準電壓電路(5)，其接線關系是IC203的腳8輸出＋5V，腳5輸出－5V接IC205的腳26，W201接在IC204的腳2和地之間，其滑動臂接IC205的腳36，在模數(shù)轉換器IC205的腳31，經(jīng)電阻R201接溫度測試電路(6)，溫度測試電路(6)為并聯(lián)的多路，接在由橋式整流器IC101、濾波電容C101C103、三端集成穩(wěn)壓器IC102構成的輸出＋5V的另一整流濾波穩(wěn)壓電路(7)的兩端，每一路溫度測試電路(6)包括集成探頭電流型溫度傳感器IC104和與集成探頭電流型溫度傳感器IC104串聯(lián)的電阻R，在二者的公共接點A處接一控制開關K1，K1的另一端接電阻R201，為便于調整，電阻R由固定電阻R101和與固定電阻R101串聯(lián)的電位器W1構成，在整流濾波穩(wěn)壓電路(7)的兩端還并聯(lián)一由集成穩(wěn)壓器IC103和電位器W101、電容C105構成的能隙基準穩(wěn)壓電路(8)，在該電路中，電位器W101的滑動臂接地。
集成探頭電流型溫度傳感器IC104選用美國AD公司生產(chǎn)的AD590，其工作電流與絕對溫度成1MA／ok的恒定比例，它的基本工作原理是基于兩個晶體管在相同的電流密度下，其基極與發(fā)射極電壓差ΔVBE具有良好的正溫度系數(shù)設計制造的，在圖2中，Q1和Q2是兩個理想的晶體三極管，它們的集電極電流I1＝I2，基極與發(fā)射極電壓差ΔVBE＝KT／q·In(r·I1／I2)＝KT／q·Inr其中K是玻爾茲曼常數(shù)，q是電子電荷，T為絕對溫度，r是Q1與Q2的發(fā)射極面積比因子，由版圖決定并為一常數(shù)，取r＝8，由于K／q＝86.2MA／ok，因而VT＝ΔVBE≈179MV／ok·TIT＝2VT／RT≈385／RTMV／ok·T若取RT＝358，IT＝1MA／ok·T
由此可得AD590的工作電流僅與被測現(xiàn)場的絕對溫度T成1MV／ok的比例關系。
在圖1中，每一路溫度測試電路的電流IT流經(jīng)R101和W1，轉換成電壓信號，經(jīng)控制開關K1和R201加到模數(shù)轉換器IC205的腳31。為了將絕對溫度轉換為攝氏溫度，增加了能隙基準穩(wěn)壓電路(8)，通過調節(jié)W101，使B點對C點的電位為＋273.2mv，并將B點與模數(shù)轉換器IC205的腳30連接在一起后接地。
在本實施例中，主要元器件的選擇如下IC101、IC201 QL51CIC102、IC202 LM7805IC103、IC204 MC1403IC104 AD590IC203 ICL7660IC205 ICL7107IC206FR－4×203CK1 機械式多路互鎖開關；主要技術性能為測溫范圍－55°～＋155℃測溫精度±0.5℃在任－60℃范圍內(nèi)可達±0.2℃工作方式連續(xù)工作。
使用時，在測溫現(xiàn)場的每一測溫點上放置一個IC104，R101、W1、K1與儀器的其他部分放置在控制室內(nèi)，溫度測試電路的路數(shù)根據(jù)需要設定。
權利要求1.一種集成探頭數(shù)字測溫儀，包括由電源變壓器B、橋式整流器IC201、濾波電容C201C203、三端集成穩(wěn)壓器IC202構成的整流濾波穩(wěn)壓電路(1)，在整流濾波穩(wěn)壓電路(1)的輸出端接有由集成電路IC205構成的模數(shù)轉換器(2)和由集成電路IC206構成的數(shù)字顯示器(3)，數(shù)字顯示器(3)的信號輸入端與模數(shù)轉換器(2)的信號輸出端連接，在整流濾波穩(wěn)壓電路(1)的輸出端還并聯(lián)有由集成電路IC203和電容C205構成的向模數(shù)轉換器(2)提供負電壓的電壓變換器(4)和由集成電路IC204、電位器W201構成的向模數(shù)轉換器(2)提供基準電壓的基準電壓電路(5)，其特征是在模數(shù)轉換器(2)的信號輸入端接有溫度測試電路(6)，溫度測試電路(6)包括集成探頭電流型溫度傳感器IC104和與集成探頭電流型溫度傳感器IC104串聯(lián)的電阻R，在二者的公共接點A處接有控制開關K1，控制開關K1的另一端與模數(shù)轉換器(2)的信號輸入端連接，溫度測試電路(6)接在由橋式整流器IC101、濾波電容C101C103、三端集成穩(wěn)壓器IC102構成的另一整流濾波穩(wěn)壓電路(7)的兩端，在該整流濾波穩(wěn)壓電路(7)的兩端還并聯(lián)一由集成穩(wěn)壓器IC103和電位器W101、電容C105構成的能隙基準穩(wěn)壓電路(8)，在該電路(8)中，電位器W101的滑動臂接地。
2.按照權利要求1所說的集成探頭數(shù)字測溫儀，其特征是所述的溫度測試電路(6)為并聯(lián)的多路。
3.按照權利要求1所述的集成探頭數(shù)字測溫儀，其特征是所述的電阻R由一固定電阻R101和與固定電阻R101串聯(lián)的電位器W1構成。
專利摘要本實用新型屬于溫度測量技術領域，它包括由橋式整流濾波穩(wěn)壓電路供電的模數(shù)轉換器和數(shù)字顯示器，為使模數(shù)轉換器正常工作，還設有向模數(shù)轉換器提供負電壓的電壓變換器、提供基準電壓的基準電壓電路，其特征是溫度測試電路包括集成探頭電流型溫度傳感器和與它串聯(lián)的電阻。本實用新型適用于遠距離測量，電路簡單、測量精度高，可廣泛用于冷庫、釀造、食品加工、糧庫、油庫、蔬菜生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號G01K7/00GK2108290SQ9123146
公開日1992年6月24日 申請日期1991年11月18日 優(yōu)先權日1991年11月18日
發(fā)明者李增華 申請人:壽光縣技術開發(fā)中心