專利名稱：熱電偶數(shù)字溫度表的制作方法
技術領域：
一種熱電偶數(shù)字溫度表，面板式LED顯示，帶上下限報警或位式控制，其特點是電路簡單、量程寬、精度高。
本實用新型的電路特點是在線性化電路上，用兩段曲線來補償熱電偶特性的非線性。因此電路簡單，又使用集成四比較器，結構簡單成本低，測量范圍寬精度高，例如，配S型偶的數(shù)字溫度表通常用三段折線，范圍也只400～1600℃，而本實用新型是50～1650℃，誤差只0.25％。對比文件數(shù)字溫度表CNZL86204299和數(shù)字溫度表CNZL86204303雖然也是兩段線性化。但只是用兩段直線來補償，所以性能差，測量范圍窄，配S偶的只有600～1650℃，線性化的實現(xiàn)方法和電路也完全不同。控制電路的特點也是結構簡單、精度高，誤差為±1℃。
本實用新型的目的是要提供一種用曲線實現(xiàn)非線性補償?shù)臒犭娕紨?shù)字溫度表，該表既量程寬精度高，又簡單可靠。
本實用新型的原理框圖示于

圖1，由冷端補償1、前置放大2、線性化電路3、
位A/D轉換器4、LED顯示器5、位式控制電路6和電源電路7所組成。實施例是配S型偶的數(shù)字溫度表，圖2是其電路圖，為簡明圖中未示出電源電路，其他已有技術也簡示。
下面著重說明線性化電路及控制電路的工作原理。
熱電偶先由型號為C1815的三極管T1的PN結進行冷端溫度補償，再經(jīng)運放5前置放大，其輸出Vx接A/D轉換器6的正輸入端31同時Vx送到線性化電路上。線性化電路所用器件是一片集成四比較器，共有1、2、3和4四個比較器，其中比較器1使特性曲線在750℃左右轉折，1的輸出經(jīng)R5接到由R6和R7組成的分壓支路的A點上，A點電壓Vo送到A/D轉換器的負輸入端30，其作用是控制Vo值，使?jié)M足線性化要求。比較器1的輸出再通過比較器2、3控制由R1R2R3r1r2r3組成的日字形電阻網(wǎng)絡，使獲得線性化所需的反向基準電壓VR，網(wǎng)絡中線電壓VR接A/D轉換器6的基準電壓輸入端36，為使溫度表工作特性更逼近熱電偶分度特性，也具有凹形的曲線，必須使反向基準電壓VR也隨被測熱電勢、也隨Vx而變化，為此從日字形網(wǎng)絡的下方接入經(jīng)比較器4隔離后的變量Vx，比較器4是用作阻抗隔離。Vx是經(jīng)開關K1后再接到比較器4的輸入端，K3是顯示切換開關，按需要可分別顯示被測溫度(即Vx)或控制設定溫度(即V7等)。
比較器1的輸出接比較器2、3的一個輸入端，同時其輸出經(jīng)電容C1接到自己的正輸入端，并且在正負輸入端間接電容C2，以獲得準確穩(wěn)定的轉折點。
比較器4的輸出仍是Vx值，它接到電阻r3與r1，R1，R3接正電源VD，VD是經(jīng)基準穩(wěn)壓管面獲得的電壓，比較器4的輸出也經(jīng)R8接VD，經(jīng)R9接自己的負輸入端并經(jīng)電容C3接地，以獲得電壓跟隨特性。
控制電路另用一塊集成器比較器，其中比較器7經(jīng)三極管T2功率放大后，驅動繼電器J1，就有一組K1的開關量輸出，電容C4接在比較器7的正負輸入端間，C5接在其輸出和負輸入端之間，C6接在輸出和負電源V-之間，目的是獲得準確的控制。同理，可用四比較器中的其余三個比較器獲得另外三組開關量輸出，因電路相同，圖中未示出。
所以按需要本溫度表可以有一組到四組開關量輸出，通常為兩組，即上下限。
圖2是本實用新型數(shù)字溫度表的基本電路，配其他型號熱電偶時元件有所減少，配B型偶的數(shù)字溫度表只減去三極管T1。電阻R2、r2、R5、R7也可使用電位器。
所以本實用新型的特點是1、比較器2、3的輸出分別接到日字形電阻網(wǎng)絡R1R2R3r1r2r3的左上角和左下角，網(wǎng)絡中線電壓VR接A/D轉換器6的反向基準電壓輸入端36，熱電勢經(jīng)三極管T1、運放5、開關K2和比較器4阻抗隔離后的電壓Vx接到右下角，即與r1、r3相連接，右上角接正電源VD。比較器1的輸出經(jīng)R5接到R6、R7支路A點，A點接A/D轉換器6的負輸入端30。
2、決定特性曲線轉折的比較器1的正負輸入端間接電容C2，正輸入端與輸出端間接電容C1。
3、用作控制的比較器7的正負輸入端間接電容C4，負輸入端與輸出端間接電容C5，輸出與負電源V-間接電容C6。
4、用作阻抗隔離的比較器4的輸出經(jīng)R8接正電源VD、經(jīng)R9接自己的負輸入端、經(jīng)電容C3接地。
權利要求1.一種熱電偶數(shù)字溫度表，由冷端補償、前置放大、線性化電路、控制電路及
位A/D轉換器所組成，其特征在于比較器2、3的輸出分別接到日字形電阻網(wǎng)絡R1R2R3r1r2r3的左上角和左下角，網(wǎng)絡中線電壓VR接A/D轉換器6的反向基準電壓輸入端36，熱電勢經(jīng)三極管T1、運放5、開關K2和比較器4阻抗隔離后的電壓Vx接到右下角，即與r1r3相連接，右上角接正電源VD。比較器1的輸出經(jīng)R5接到R6、R7支路A點，A點接A/D轉換器6的負輸入端30。
2.按照權利要求1所述熱電偶數(shù)字溫度表，其特征在于決定特性曲線轉折的比較器1的正負輸入端間接電容C2，正輸入端與輸出端間接電容C1。
3.按照權利要求1、2所述熱電偶數(shù)字溫度表，其特征在于用作控制的比較器7的正負輸入端間接電容C4，負輸入端與輸出端間接電容C5，輸出與負電源V-間接電容C6。
4.按照權利要求1、3所述熱電偶數(shù)字溫度表，其特征在于用作阻抗隔離的比較器4的輸出經(jīng)R8接正電源VD、經(jīng)R9接自己的負輸入端、經(jīng)電容C3接地。
專利摘要一種熱電偶數(shù)字溫度表，用三位半集成A/D轉換器制成，面板式帶位式控制，用兩段曲線實現(xiàn)非線性補償，有日字形的線性化電阻網(wǎng)絡，結構簡單，量程寬精度高，如配S偶的溫度表量程為50～1650℃，誤差只0.25％，控制誤差只±1℃。
文檔編號G01K7/02GK2070437SQ89213898
公開日1991年1月30日 申請日期1989年7月15日 優(yōu)先權日1989年7月15日
發(fā)明者王為人, 方之崗 申請人:王為人, 方之崗