專利名稱：一種數(shù)字電子溫度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度的測量裝置，特別是一種數(shù)字電子溫度計(jì)。
技術(shù)背景溫度是一個(gè)基本的物理量，它是工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍、最重要的工藝參數(shù)，工業(yè)產(chǎn)品 的質(zhì)量、產(chǎn)量及能耗等指標(biāo)都直接與溫度參數(shù)有關(guān)，因而溫度測量是現(xiàn)代測試技術(shù)中應(yīng)用頻 率最高的技術(shù)之一。目前廣泛使用的玻璃液體溫度計(jì)，在使用時(shí)易碎，安全可靠性較差，且 破碎后其內(nèi)部的液體溢出易污染環(huán)境，另外，由于玻璃液體溫度計(jì)使用刻度表示，使得操作 人員讀取測量的溫度數(shù)據(jù)非常不便，從而使得誤差較大；為了克服這些缺點(diǎn)，人們研制出許 多電子類溫度計(jì)，但它們存在功耗大，體積笨重，不易安裝，操作使用較為繁瑣等缺陷。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種使用時(shí)的安全可靠性較高、讀數(shù)準(zhǔn)確方便、功耗較低、體積較小、容易安裝和使用的數(shù)字電子溫度計(jì)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型是這樣構(gòu)成的它包括一端是圓錐形的金屬套管l，在金屬套管l的圓錐形一 端內(nèi)部設(shè)有鉑電阻Rpt，在金屬套管1的另一端連接有一個(gè)測試盒體2，在測試盒體2內(nèi)部設(shè)有 控制單元板3，在測試盒體2的表面上設(shè)有液晶顯示屏4，鉑電阻Rpt、液晶顯示屏4通過連接 線5與控制單元板3連接。上述的數(shù)字電子溫度計(jì)中，在測試盒體2的表面上還設(shè)有通過連接線5與控制單元板3連 接的操作按鍵SW1。前述的數(shù)字電子溫度計(jì)中，在金屬套管l的外管壁上套接有一個(gè)定位環(huán)6 。前述的數(shù)字電子溫度計(jì)中，所述的控制單元板3由溫測電路7、單片機(jī)U1、液晶顯示模塊 LCD、電池BAT和電源電路8構(gòu)成；溫測電路7的輸出與單片機(jī)U1的A/D輸入口連接，單片機(jī)U1 的輸出與液晶顯示模塊LCD連接，電池BAT經(jīng)過電源電路8后分別與溫測電路7、單片機(jī)U1、液 晶顯示模塊LCD的電源輸入端連接。由于采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型是由裝有鉑電阻的金屬管和裝有 控制單元板和液晶顯示屏的測試盒體構(gòu)成。內(nèi)部裝有鉑電阻的金屬管的圓錐形的一端可直接 插入欲檢測溫度的介質(zhì)中，由于金屬管的硬度相比玻璃管大幅提高，使得本實(shí)用新型使用時(shí) 的安全可靠性較高；操作人員在液晶顯示屏上就能直接讀取溫度數(shù)據(jù)，讀數(shù)準(zhǔn)確、直觀方便;本實(shí)用新型的所有器件都選用低功耗型的器件，電路形式也使用低功耗設(shè)計(jì)，確保裝置能 滿足使用電池供電的低耗電要求；此外，本實(shí)用新型的金屬管直徑和長度采用與現(xiàn)在廣泛使 用的棒式玻璃液體溫度計(jì)相同的尺寸，控制單元板的所有器件的封裝都選用微型貼片方式， 使得測試盒的體積較小，從而使得其能夠適用于各種工業(yè)上使用玻璃液體溫度計(jì)的場合；再 就是，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，只需要一個(gè)操作按鍵就能控制，使得其容易安裝和使用。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型帶有手柄的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型控制單元板的電路框圖； 圖4是本實(shí)用新型控制單元板的電路原理圖；附圖的標(biāo)記為l-金屬套管，2-測試盒體，3-控制單元板，4-液晶顯示屏，5-連接線， 6-定位環(huán)，7-溫測電路，8-電源電路，9-手柄，Rpt-鉑電阻，SWl-操作按鍵，Ul-單片機(jī)， BAT-電池，LCD-液晶顯示模塊。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例，它包括現(xiàn)有市售的一根有一端是圓錐形的金屬套管l，在金屬套 管l的圓錐形一端內(nèi)部安裝鉑電阻Rpt，在金屬套管1的另一端連接一個(gè)測試盒體2，在測試盒 體2內(nèi)部安裝一個(gè)控制單元板3，控制單元板是集成在一塊電路板上，在測試盒體2的表面上 安裝一塊液晶顯示屏4，將鉑電阻Rpt、液晶顯示屏4通過連接線5與控制單元板3連接；為了 方便控制，在測試盒體2的表面上安裝一個(gè)通過連接線5與控制單元板3連接的操作按鍵SW1; 為了方便限定金屬套管l插入被測溫介質(zhì)的深度，在金屬套管1的外管壁上套接一個(gè)定位環(huán)6 。為了能方便金屬管l插入被測介質(zhì)，可將金屬管1垂直連接一個(gè)手柄9，并將測試盒體2裝在 手柄9內(nèi)(如圖2所示)。本實(shí)用新型的控制單元板3可采用市場上出售的成品進(jìn)行安裝，但 最好采用如圖3所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作組裝，制作時(shí)，控制單元板3可由溫測電路7、單片機(jī) U1(型號(hào)為MSP430F2013PW)、液晶顯示模塊LCD、電池BAT (本實(shí)用新型的電池可選用普通 1.5V干電池)和電源電路8構(gòu)成；將溫測電路7的輸出與單片機(jī)U1的A/D輸入口連接，將單片 機(jī)U1的輸出與液晶顯示模塊LCD連接，將電池BAT經(jīng)過電源電路8后分別與溫測電路7、單片機(jī) Ul、液晶顯示模塊LCD的電源輸入端連接。其電源電路8由開關(guān)電路、電池升壓電路、低壓差 穩(wěn)壓電路、負(fù)電源轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成；開關(guān)電路由三極管Q1、 Q2和電阻R1、 R2、 R3、 R6以及操作 按鍵SW1構(gòu)成，電池BAT的正極與三極管Q1的發(fā)射極連接，電池BAT的負(fù)極接地，電阻R1連接 三極管Q1的發(fā)射極和基極之間，三極管Q1的基極經(jīng)過電阻R2與三極管Q2的集電極連接，三極管Q2的基極經(jīng)過電阻R3與單片機(jī)U1的一個(gè)輸入口P1. 2連接，電阻R6連接在三極管Q2的基極和 發(fā)射極之間，操作按鍵SW1連接在三極管Q2的集電極和發(fā)射極之間，三極管Q2的發(fā)射極接地 ;電池升壓電路由芯片U9 (型號(hào)為RT9261B) 、 二極管D1、電感L1、電容C1構(gòu)成，芯片U9的 LX端經(jīng)二極管Dl與芯片U9的Vout端連接，電感L1串接在三極管Q1的集電極與芯片U9的LX端之 間，芯片U9的GND端接地，芯片U9的Vout端與電容Cl正極連接，電容C1負(fù)極接地；低壓差穩(wěn) 壓電路由芯片UIO (型號(hào)為TPS71525)、電容C2、 C3構(gòu)成，芯片U9的Vout端與芯片U10的輸入 IN端連接，芯片U10的輸入IN端經(jīng)電容C2后接地，芯片U10的輸出Vout端經(jīng)電容C3后接地，芯 片U10的GND端接地；負(fù)電源轉(zhuǎn)換電路由芯片U8 (型號(hào)為ICL7660)、電容C4、 C5、 C6構(gòu)成， 芯片U 10的輸出Vout端與芯片U8的V+端連接，芯片U8的CAP+端經(jīng)電容C4與芯片U8的CAP-端連 接，芯片U8的輸出Vout端經(jīng)電容C5后接地，芯片U8的V+端經(jīng)電容C6后接地，芯片U8的GND端 接地；電池升壓電路可將1.5V電壓升壓至3V電壓并供給芯片U10。低壓差穩(wěn)壓電路輸出電壓 為2. 5V并為測溫電路、單片機(jī)電路和液晶顯示電路提供工作正電源。負(fù)電源轉(zhuǎn)換電路將2. 5V 正電壓轉(zhuǎn)換為-2. 5V電壓并為測溫運(yùn)放U2、 U3提供工作負(fù)電源。溫測電路7可由參考電壓源 Ull (型號(hào)為REF3112)、電阻R8、 R9、 RIO、 Rll、電位器W1、運(yùn)算放大器U2 (型號(hào)為0PA333) 、U3(型號(hào)為0PA333)和電容C9、 C10構(gòu)成，芯片U10的輸出Vout端與參考電壓源Ul 1的輸入IN端 連接，參考電壓源U11的輸入Vout端與電阻R8的一端連接，電阻R8的另一端經(jīng)電阻R9和電位器 W1后通過電位器W1的滑動(dòng)端與運(yùn)算放大器U2的信號(hào)輸入正極連接，電阻R8的另一端還與運(yùn)算 放大器U2的信號(hào)輸入負(fù)極連接，電位器W1的另一固定端與參考電壓源U11的GND端并聯(lián)后接地 ，電容C10連接在運(yùn)算放大器U2輸入負(fù)極和輸出之間，運(yùn)算放大器U2輸出經(jīng)電阻R10與運(yùn)算放 大器U3的輸入負(fù)極連接，運(yùn)算放大器U3的輸入正極接地，電阻E11與電容C9并聯(lián)后連接在運(yùn) 算放大器U3的輸入負(fù)極和輸出之間，運(yùn)算放大器U2和運(yùn)算放大器U3的電源輸入V+端和電源輸 入V-端分別與芯片U10的輸出Vout端和芯片U8的Vout端連接，運(yùn)算放大器U3的輸出端與單片 機(jī)U1的A/D輸入口P1.4連接。將鉑電阻Rpt并聯(lián)在電容C10兩端，與運(yùn)放U2、參考電壓源Ull、 電阻R8、 R9以及電位器Wl共同組成-電壓轉(zhuǎn)換電路，鉑電阻Rpt工作于恒流工作狀態(tài)，U2將鉑 電阻Rpt隨溫度變化的電阻值轉(zhuǎn)換為輸出電壓；電位器W1用于測量溫度起始點(diǎn)的零點(diǎn)調(diào)節(jié)； C10與鉑電阻Rpt組成低通濾波器，以濾去各種高頻干擾；U2輸出的電壓進(jìn)入由運(yùn)放U3、電阻 RIO、 Rll組成的電壓放大器進(jìn)一步放大以滿足后續(xù)電路的電平需求；C9與負(fù)反饋電阻R11組 成低通濾波器，進(jìn)一步抑制高頻干擾。將單片機(jī)U1的P1.5、 P1.6、 P1.7口于液晶顯示模塊 LCD連接，以串行方式將被測溫度值送入液晶顯示模塊LCD，三極管Q1的集電極經(jīng)電阻R12、 R13與液晶顯示模塊LCD的一端連接，單片機(jī)Ul的Pl. 6口與電阻R12和電阻R12的結(jié)點(diǎn)連接，液晶顯示模塊LCD驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏4并在液晶顯示屏4上顯示被測溫度值。將單片機(jī)U1管腳TEST 、RST、 Vss和與Vcc相連的電阻R5接至插座J3上，構(gòu)成編程接口，單片機(jī)U1的管腳Vcc經(jīng)電阻 R4與單片機(jī)U1管腳RST連接，J3與外部的編程器相連就可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)U1的在線編程。本實(shí)用新型使用時(shí)，將干電池裝在測試盒體2內(nèi)，按下操作按鍵SW1，三極管Q1導(dǎo)通，電 池BAT供電，整個(gè)測溫電路進(jìn)入工作狀態(tài)。單片機(jī)U1工作后，溫度檢測電路7將鉑電阻Rpt隨 溫度變化的電阻轉(zhuǎn)換為電壓，再送入單片機(jī)U1，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過軟件編程，經(jīng)査 表、計(jì)算等處理，將電壓值轉(zhuǎn)換為溫度值，最后以串行方式將溫度值傳送給液晶顯示模塊 LCD，此時(shí)操作人員可在液晶顯示屏4上讀出所測溫度數(shù)值，并且單片機(jī)U1的輸出口P1.2送出 高電平，輸出口P1.2通過R3控制三極管Q2導(dǎo)通，即使操作按鍵SW1已釋放，仍可保持三極管 Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)預(yù)先設(shè)定的測溫時(shí)間結(jié)束后，單片機(jī)U1的輸出口P1.2變?yōu)榈碗娖?，三極 管Q2截止，三極管Q1也相應(yīng)截止，整個(gè)電路的工作因失電而停止。再按下操作按鍵SW1，又 可以開始一個(gè)新的循環(huán)。
權(quán)利要求1. 一種數(shù)字電子溫度計(jì)，它包括一端是圓錐形的金屬套管(1)，其特征在于，在金屬套管(1)的圓錐形一端內(nèi)部設(shè)有鉑電阻(Rpt)，在金屬套管(1)的另一端連接有一個(gè)測試盒體(2)，在測試盒體(2)內(nèi)部設(shè)有控制單元板(3)，在測試盒體(2)的表面上設(shè)有液晶顯示屏(4)，鉑電阻(Rpt)、液晶顯示屏(4)通過連接線(5)與控制單元板(3)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字電子溫度計(jì)，其特征在于，在測試盒體(2)的表面上還 設(shè)有通過連接線(5)與控制單元板(3)連接的操作按鍵(SW1)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字電子溫度計(jì)，其特征在于，在金屬套管(1)的外管壁上 套接有一個(gè)定位環(huán)(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字電子溫度計(jì)，其特征在于，所述的控制單元板(3)由溫 測電路(7)、單片機(jī)(Ul)、液晶顯示模塊(LCD)、電池(BAT)和電源電路(8)構(gòu)成； 溫測電路(7)的輸出與單片機(jī)(Ul)的A/D輸入口連接，單片機(jī)(Ul)的輸出與液晶顯示模 塊(LCD)連接，電池(BAT)經(jīng)過電源電路(8)后分別與溫測電路(7)、單片機(jī)(Ul)、 液晶顯示模塊(LCD)的電源輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)字電子溫度計(jì)，它包括一端是圓錐形的金屬套管，在金屬套管的圓錐形一端內(nèi)部設(shè)有鉑電阻，在金屬套管的另一端連接有一個(gè)測試盒體，在測試盒體內(nèi)部設(shè)有控制單元板，在測試盒體的表面上設(shè)有液晶顯示屏，鉑電阻、液晶顯示屏通過連接線與控制單元板連接。本實(shí)用新型的金屬管的硬度相比玻璃管大幅提高，使得本實(shí)用新型使用時(shí)的安全可靠性較高；操作人員在液晶顯示屏上就能直接讀取溫度數(shù)據(jù)，讀數(shù)準(zhǔn)確、直觀方便；本實(shí)用新型能確保裝置能滿足使用電池供電的低耗電要求；金屬管與棒式玻璃液體溫度計(jì)的尺寸相同，且測試盒的體積較小，從而能適用于各種工業(yè)上使用玻璃液體溫度計(jì)的場合；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，容易安裝和使用。
文檔編號(hào)G01K7/18GK201094101SQ200720201179
公開日2008年7月30日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者進(jìn) 劉, 波 姜, 彭俊宏, 楠 楊, 力 沈 申請人:貴州省計(jì)量測試院;貴州省電子工業(yè)研究所