專利名稱:能補(bǔ)償電路漂移的多用數(shù)字溫度計(jì)的制作方法
能補(bǔ)償電路漂移的多用數(shù)字溫度計(jì)屬于熱敏電阻溫度測量領(lǐng)域。
一般的熱敏電阻溫度計(jì)由檢測電路、放大器、數(shù)顯電路構(gòu)成。這些電路由幾十個(gè)元器件組成。幾乎所有的元器件都會(huì)由于環(huán)境溫度變化產(chǎn)生溫度漂移，并隨時(shí)間會(huì)產(chǎn)生時(shí)間漂移。這些漂移都會(huì)影響溫度的測量值，從而限制了溫度計(jì)的高精度測量。
目前帶微機(jī)的熱敏電阻溫度計(jì)可以周期地對(duì)熱敏電阻和幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出顯示消除了絕大多數(shù)元器件漂移影響的溫度測量值。但它仍存在標(biāo)準(zhǔn)電阻漂移的影響，并且線路復(fù)雜，成本較高。
本發(fā)明是在線性化檢測電路給熱敏電阻供電的基礎(chǔ)上，對(duì)環(huán)境溫度變化和時(shí)間漂移進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，使絕大多數(shù)元器件的漂移不再影響溫度測量值，主要誤差僅局限在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻元件的漂移上，從而提高了溫度計(jì)的測量精度。另一方面，將數(shù)字溫度計(jì)做少許變動(dòng)，即可為多種差示數(shù)字溫度計(jì)。
能補(bǔ)償電路漂移的多用數(shù)字溫度計(jì)(圖1)是由四線制熱敏電阻線性化檢測電路(1)，測溫?zé)崦綦娮鑂t，標(biāo)準(zhǔn)電阻(或電位器)R0和R100，放大器(2)，周期采樣三刀三擲開關(guān)K1、K2、K3，保持電容Ct，C0，C200以及去掉了內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的數(shù)字電壓面板表(3)組成，面板表的低輸入端INL和模擬地端AGND連接電容C0，高輸入端INH連接電容Ct，基準(zhǔn)電壓端VRFE連接電容C100。
由于考慮到熱敏電阻的遠(yuǎn)接，故采用四線制線性檢測電路。
在構(gòu)成直讀式數(shù)字溫度計(jì)時(shí)，取R0＝Rt(t＝0℃)，R100＝Rt(t＝100℃)，使K1、K2、K3周期依次接通、斷開，保證每一時(shí)刻只有一個(gè)電阻接入檢測電路。從線性化檢測電路可以得到在Rt接入時(shí)其上電壓Vt＝I(t)·R(t℃)＝St＋V0在R0接入時(shí)其上電壓V0＝I(O)·R(0℃)＝V0在R100接入時(shí)其上電壓V100＝I(100)·R(100℃)＝S·100℃＋V0其中I(t)——檢測電路輸出電流。
S——檢測電路電壓、溫度靈敏度。
Vt、V0、V100經(jīng)放大器后輸入保持電路，在電容器Ct、C0、C100上分別保持電壓VCt＝A(St＋V0)VCO＝A(V0)VC100＝A(S·100℃＋V0)其中A——放大器電壓增益。
保持電壓再分別輸入到數(shù)字電壓面板表(將內(nèi)部基準(zhǔn)電壓去掉)
數(shù)顯值＝100.00× (VIN)/(VRFE) 〔℃〕＝100.00× (Vct-Vc0)/(Vc100-Vc0) 〔℃〕＝100.00× (A(st+V0)-AV0)/(A(S.100℃+V0)-AV0) 〔℃〕＝100.00× (t)/(100℃) 〔℃〕＝t〔℃〕綜上所述，溫度計(jì)的誤差僅來自于R0和R100，只要選擇穩(wěn)定性足夠高的R0和R100標(biāo)準(zhǔn)電阻，就可以得到所希望精度的數(shù)字溫度計(jì)。
變更標(biāo)準(zhǔn)電阻R0和R100，本溫度計(jì)可以方便地變成多種差示數(shù)字溫度計(jì)。
在構(gòu)成差示直讀數(shù)字溫度計(jì)測量介質(zhì)的相對(duì)溫度值時(shí)，只要將R0換成電位器，以調(diào)整初始溫度值；將R100換成Rf標(biāo)準(zhǔn)電阻，Rf＝ (S·Δt)/(I)Rf——溫度計(jì)量程電阻S——檢測電路電壓、溫度靈敏度I——檢測電路基準(zhǔn)電流
Δt——取10℃或100℃當(dāng)示差溫度計(jì)量程小于20℃取10℃當(dāng)示差溫度計(jì)量程小于200℃取100℃；再將數(shù)字電壓面板表模擬地端與低輸入端斷開后接地。在介質(zhì)溫度變化前調(diào)整R0電位器使面板表顯示為零；介質(zhì)溫度變化時(shí)，顯示即為相對(duì)溫度值。
在構(gòu)成瞬時(shí)差示直讀數(shù)字溫度計(jì)時(shí)，將R0換成一支與Rt相同的熱敏電阻，將R100換成Rf標(biāo)準(zhǔn)電阻，Rf＝ (S·Δt)/(I) (如上所述)；再將數(shù)字電壓面板表模擬地端與低輸入端斷開后接地。將兩個(gè)熱敏電阻插入兩個(gè)測試點(diǎn)，面板表讀數(shù)即為兩個(gè)測試點(diǎn)溫差值。
能補(bǔ)償電路漂移的多用數(shù)字溫度計(jì)測量精度高，線路簡單，成本低，便于實(shí)施，且具有多種差示數(shù)字溫度計(jì)的功能。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的開關(guān)K1、K2、K3選用CMOS模擬開關(guān)，轉(zhuǎn)換頻率選在500赫左右；保持電容選用CL232型等絕緣電阻大的電容器，容量在1μ左右；放大器無特殊要求。
權(quán)利要求
1.一種能補(bǔ)償電路漂移的數(shù)字溫度計(jì)，由四線制熱敏電阻線性化檢測電路(1)，測溫?zé)崦綦娮鑂t，標(biāo)準(zhǔn)電阻(或電位器)R0和R100放大器(2)，周期采樣開關(guān)K1、K2、K3，保持電容Ct、C0，C100以及數(shù)字電壓面板表(3)組成，其特征在于使用無內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的數(shù)字電壓表(3)，面板表(3)低輸入端和模擬地端連接電容C0，高輸入端連接電容Ct，基準(zhǔn)電壓端連接C100。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的數(shù)字溫度計(jì)，其特征在于將標(biāo)準(zhǔn)電阻R0換成電位器，將標(biāo)準(zhǔn)電阻R100換成標(biāo)準(zhǔn)電阻Rf，將數(shù)字電壓面板表模擬地端與低輸入端斷開后接地，即為差示直讀數(shù)字溫度計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的數(shù)字溫度計(jì)，其特征在于將標(biāo)準(zhǔn)電阻R0換成與Rt相同的熱敏電阻，將標(biāo)準(zhǔn)電阻R100換成標(biāo)準(zhǔn)電阻Rf，將數(shù)字電壓面板表模擬地端與低輸入端斷開后接地，即為瞬時(shí)差示直讀數(shù)字溫度計(jì)。
專利摘要
能補(bǔ)償電路漂移的多用數(shù)字溫度計(jì)屬于熱敏電阻溫度測量領(lǐng)域。本實(shí)用新型由四線制熱敏電阻線性化檢測電路(1)、測溫?zé)崦綦娮鑂t，標(biāo)準(zhǔn)電阻(或電位器)R
文檔編號(hào)G01K7/22GK87209746SQ87209746
公開日1988年2月3日 申請(qǐng)日期1987年7月6日
發(fā)明者劉榜智, 黃新生 申請(qǐng)人:中國計(jì)量科學(xué)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan