[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热敏电阻Rt、R₂、R₃（或W₃）、R₄构成的冷端补偿电桥由A／D单片的正电源供电，不另设独立电源，电桥两支路电阻R₂＋Rt或R₃＋R₄有1KΩ～3KΩ的高阻值，小尺寸的Rt外径为2.5～3mm，长度为7～8.0mm。因为冷端补偿电势的变化率 (de₂)/(dt) ＝ (R₂R₀αVz)/((R₂+R_t)²) ，其中V_Z为稳压管D₁上电压，Rt＝R₀＋△R＝R₀（1＋αt），R₀＝10～30Ω，所以R₂＋R₀＞＞△R。分母可足够精确地视为R₂＋Rt＝R₂＋R₀＝常数，铜线制成的热敏电阻温度系数α为常数，所以 (de₂)/(dt) ＝常数，即具有良好的线性，而已有的热敏电阻电桥各支路的总电阻值小于30Ω，补偿特性就严重的非线性。热敏电阻Rt体积小，热惯性小，在环境温度剧烈变化的情况下，也能较好地保持两者温度一致。A／D单片的模拟地（32）脚和负输入端（30）脚用电容C₁连接，（32）脚或（30）脚通过电容C₂与电源地（21）脚连接。

本实用新型采用交流供电，LED显示，具有量程宽、自校零，显示稳定，成本低的优点，精度为0.5级。因热电偶输出是低电平毫伏信号，所以本实用新型的电路也能构成一切有电量输出的传感器的显示仪表。

下面结合附图对该实用新型进一步说明。

图1是本实用新型构成的一种框图。〔1〕是传感器，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，〔6〕是双积分A／D转换器，〔9〕是LED显示器，〔8〕是用逻辑门工作的控制器，〔5〕是系数器，用来改变e_b值，〔7〕是系数器，用来改变折线方程系数a，它是通过加法器〔10〕来改变基准电压V_R，〔4〕是交流稳压电源。

线性化折线方程一般式：e＝a_ix±e_bi

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，e_bi称为位移系数，a_i称为斜率系数。a_i＝ (V_R)/1000 ，其中V_R是反向积分基准电压。

图2是面板式温度表外貌图，其中图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，二者内部结构完全相同。