[其他]数字温度表

说明书

本实用新型涉及一种数字温度表，是配热电偶的面板式数字温度表。

采用大规模集成电路以来，数字温度表均趋向数字线性化和数字冷端补偿，如日本专利JP57－169637利用ROM存贮器构成，美国专利US3921453是利用PN结进行冷端补偿。

现有的面板式数字温度表性能较差，成本高，难以在生产中推广应用。

本实用新型在于提供一种采用3 1/2 位CMOS双斜式单片A／D转换器（以下简称A／D单片），加少量的外围元件构成具有冷端补偿和非线性补偿的面板式数字温度表。

本实用新型的特点是作为前置放大的自稳零运放〔12〕由A／D单片的正负电源供电，即±5V，冷端补偿电桥由A／D单片的正电源供电，温度表输入端接滤波器C₁R₅，C₂R₆。

对有两段折线的温度表，象配S型热电偶，量程600～1760℃的面板式数字温度表，冷端补偿电桥电源对角线接在基准电压稳压管两端为最好，电桥与运放〔12〕接成差分放大，对应A／D单片的负输入端（30）脚，模拟地（32）脚和电源地（21）脚彼此短接。作为控制器的六非门〔13〕的V_DD脚接A／D单片的电源正端，V_SS脚接电源地。〔13〕中的非门G₄与G₅串联，A／D单片（19）脚接G₄输入端，G₅输出端接LED显示器a₄b₄脚

在一些场合，一段特性曲线就能满足，线路可以简化，其连接框图如图4所示。冷端补偿电桥电源对角线经电位器W₆接到A／D单片的正电源上，即＋5V上，相应的A／D单片负输入端（30）脚和电源地（21）脚短接。

本实用新型采用交流供电，LED显示，具有量稳宽，自校零，显示稳定、成本低，精度0.5级的优点。因具有前置放大，所以适合于小热电势的热电偶。

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的一种框图。

〔1〕是传感器，如热电偶，它将物理量X变成电量e₁，〔2〕是外界影响的补偿器，如热电偶冷端温度补偿器，e₂是补偿电势，e_b是决定纵坐标位移量的系数值。〔3〕是模拟加法器。〔4〕是自稳零运放，〔5〕是系数器，用来确定e_b值。〔6〕是双积分A／D转换器。〔7〕是系数器，用以确定折线方程的系数a，它是通过加法器〔10〕来改变基准电压V_R。〔8〕是控制器，〔9〕是LED显示器，〔11〕是电源。

图2是面板式温度表外貌图，图2（a）是大显示屏幕，适合生产车间表盘安装；图2（b）是小尺寸表壳，适合携带。

图3是图1的具体线路图之一，特性曲线有一转折点。线性化折点方程一般式：ek＝a_ikx±e_bik。其中e为电势，x为被测物理量，如温度，下标i是折线的段数，k前置放大器放大倍数，对3 1/2 位A／D单片及常用小热电势热电偶，如B型、S型及W－Re型热电偶，取k＝6～14。e_bi是确定纵坐标的位移量。称位移系数。a_i为斜率系数，a_i＝ (V_R)/1000 ，式中V_R是反向积分基准电压。

图3的线路图制成的面板式温度表，配S型热电偶，因其电势太小，配3 1/2 位A／D单片必须加前置放大器，这里用自稳零运放〔12〕。自稳零运〔12〕由A／D单片的±5V供电，冷端补偿电桥电源对角线接在基准电压稳压管D₁两端，并与运放〔12〕接成差分放大，相应的A／D单片的模拟地（32）脚，电源地（21）脚和负输入端（30）脚彼此短接，温度表的输入端接滤波器R₅C₁，R₆C₂。