專利名稱：數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x，特別是涉及配接熱敏電阻的數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x。
現(xiàn)有的配接熱電阻的數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x的數(shù)字線性化和補(bǔ)償是由微處理器和ROM存貯器構(gòu)成的，美國(guó)專利4713783就是采用的這種結(jié)構(gòu)。這個(gè)方案的缺點(diǎn)是線路復(fù)雜，成本高，因而難于在生產(chǎn)中推廣。
本實(shí)用新型的目的是提供一種配接熱電阻的數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x，其線性化和補(bǔ)償不是采用微處理器和ROM等成本高的器件完成的，而是采用一個(gè)低成本的3.5位模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換器完成的。在本說(shuō)明書中除非另有說(shuō)明，模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換器均簡(jiǎn)稱為A／D轉(zhuǎn)換器，其中A為英文Analog字頭，D為英文Digital字頭。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用了由若干個(gè)電阻和可調(diào)電阻連接成的電橋網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)A／D轉(zhuǎn)換器，電橋網(wǎng)絡(luò)把熱電阻隨溫度變化的電阻值轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，將這個(gè)電壓信號(hào)輸入到A／D變換器的信號(hào)輸入高端和信號(hào)低輸入端之間，電橋網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)結(jié)點(diǎn)同A／D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)低端相連接，而電橋網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)可調(diào)電阻的滑動(dòng)接點(diǎn)同A／D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)高端相連，從而在某一溫度下使電橋調(diào)平衡。A／D轉(zhuǎn)換器把與溫度有關(guān)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并補(bǔ)償了熱敏電阻的非線性和限制了饋線電阻所引起的測(cè)量誤差，最好把A／D變換器的數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)字顯示器顯示出待測(cè)量的溫度值，本申請(qǐng)的溫度測(cè)量?jī)x還包括一個(gè)分別向電橋網(wǎng)絡(luò)，A／D變換器和數(shù)字顯示器所需的工作電壓的電源組件。
本實(shí)用新型溫度測(cè)量?jī)x線路簡(jiǎn)單，成本低，測(cè)量范圍寬，精度高，適合于在生產(chǎn)中推廣。
圖1為本發(fā)明的數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x電路方框圖。
圖2為本發(fā)明的數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x的一個(gè)具體電路圖。
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，
以下結(jié)合
本發(fā)明方案。
在圖1中，1為包括一熱敏電阻的由電阻連接成的電橋網(wǎng)絡(luò)，電橋網(wǎng)絡(luò)1把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，2為A／D轉(zhuǎn)換器，該A／D轉(zhuǎn)換器可以是31／2A／D轉(zhuǎn)換器，它同電橋網(wǎng)絡(luò)的高、低輸出端及電橋的調(diào)平衡可變電阻的滑動(dòng)接點(diǎn)相連接，把電橋輸出的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換或數(shù)字信號(hào)并對(duì)熱敏電阻的非線性進(jìn)行補(bǔ)償。3為數(shù)字顯示器，它同A／D變換器的輸出端相連接以便顯示出溫度數(shù)值。4為電源組件，它分別向電橋網(wǎng)絡(luò)1，A／D變換器2，數(shù)字顯示器提供所需的工作電壓。
在圖2中，電橋網(wǎng)絡(luò)1順序由熱敏電阻Rt電阻R2、R1、R3調(diào)平衡可變電阻W1、W2、R4和R5構(gòu)成，Rt同R5的節(jié)點(diǎn)接電源的地，Rt同R2的節(jié)點(diǎn)和R4同R5的結(jié)點(diǎn)作為電橋的輸出端分別同A／D轉(zhuǎn)換器3的信號(hào)輸入高端和信號(hào)輸入低端相連；R1同R2的結(jié)點(diǎn)同A／D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)低端VRL相連，由可調(diào)電阻W1的滑動(dòng)觸點(diǎn)同A／D轉(zhuǎn)換器3的基準(zhǔn)高端VRH相連，R1同R3的節(jié)點(diǎn)同電源VDD端相連，調(diào)節(jié)W1和可調(diào)電阻W2可以使電橋網(wǎng)絡(luò)在某一預(yù)定溫度下平衡。
若不計(jì)饋線電阻R，則可計(jì)算出電橋1提供的被測(cè)信號(hào)VX為N＝1000V×1VR，將VX、VR代入式中N＝1000 ((R3＋R4＋R5)Rt－R5(R1＋R2＋Rt))/((R4＋R5)(R1＋R2＋Rt)－(R2＋Rt)(R3＋R4＋R5))選擇一組合適的R1、R2、R3、R4、R5代入上式中，就可以計(jì)算出各點(diǎn)的溫度值，以下分別為不同分度號(hào)的熱電阻計(jì)算結(jié)果1、配用BA1熱電阻計(jì)算結(jié)果理論溫度℃－200－100＋100＋200＋300＋400＋500＋600
計(jì)算溫度℃－200.43－99.5099.77199.76299.97400.22500.25600.00計(jì)算條件 R1＝345Ω R2＝655Ω R3＝169.775Ω R4＝830.225Ω R5＝46Ω2、配用BA2熱電阻計(jì)算結(jié)果理論溫度℃－200－100＋100＋200＋300＋400＋500＋600計(jì)算溫度℃－200.69－99.6199.82199.81300.13400.32500.33600.00計(jì)算條件 R1＝530Ω R2＝470Ω R3＝168.11Ω R4＝831.88Ω R5＝100Ω3、配用G熱電阻計(jì)算結(jié)果理論溫度－500＋50＋100＋150計(jì)算溫度－49.93049.9699.94150.00計(jì)算條件 R1＝230Ω R2＝1770Ω R3＝10.486Ω R4＝1989.52Ω R5＝53Ω上述N式中表明，測(cè)量顯示值與電橋電源無(wú)關(guān)，因而電橋電源的變化不引起附加測(cè)量誤差，整機(jī)的穩(wěn)定度只取決于橋路電阻的穩(wěn)定度采用精密線繞電阻作橋路電阻整機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定度可以做的很高。精度達(dá)0.5級(jí)。
如在N式考慮饋線電阻則可以計(jì)算出饋一線電阻例如為10Ω時(shí)所引起的附加誤差，例如BA1分度鉑電阻在600℃溫度點(diǎn)的附加誤差僅為－3℃，在一般的四端橋路中，同樣三線制輸入方式下，要產(chǎn)生近11℃的附加誤差，本電路更具有消除饋線電阻產(chǎn)生附加誤差的能力，只要饋線電阻不大于3Ω，可以不考慮饋線電阻的影響，因而不需要將線路電阻統(tǒng)一到5Ω的阻值。
本實(shí)用新型線路簡(jiǎn)單，成本低，測(cè)量范圍寬，精度高適合于生產(chǎn)中應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x，其特征在于五個(gè)電阻(R1、R2、R3、R4、R5)，電阻溫度傳感器Rt和調(diào)節(jié)平衡的可調(diào)電阻(W1、W2)組成電橋網(wǎng)絡(luò)(1)，該電橋網(wǎng)絡(luò)把與電阻Rt隨溫度變化的電阻值轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；一個(gè)同該電橋網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(2)，A/D轉(zhuǎn)換器(2)將電橋網(wǎng)絡(luò)輸出的與溫度有關(guān)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字溫度信號(hào)；一個(gè)同該A/D變換器的輸出端相連的數(shù)字顯示器(3)，該數(shù)字顯示器顯示A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字溫度值，以及一個(gè)分別向電橋網(wǎng)絡(luò)(1)，A/D變換器(2)和數(shù)字顯示器(3)提供所需工作電壓的電源組件4。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x，其中所述的電橋的高低輸出端分別同A／D轉(zhuǎn)換器的高低輸入端(VXH和VXL)，電橋的R1同R2的結(jié)點(diǎn)和可調(diào)電阻W1的滑動(dòng)觸點(diǎn)分別同A／D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)低(VHL)和基準(zhǔn)高(VRH)端相連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x其特征在于所述的A／D轉(zhuǎn)換器(2)是3.5位A／D變換器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x，該儀器包括由若干個(gè)電阻，可調(diào)電阻和一個(gè)電阻溫度傳感器構(gòu)成的電橋網(wǎng)絡(luò)(1)，電橋網(wǎng)絡(luò)(1)輸出同溫度有關(guān)的電壓信號(hào)；一個(gè)把電橋網(wǎng)絡(luò)(1)輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器(2)，一個(gè)同A/D轉(zhuǎn)換器(2)的輸出端連接的顯示溫度數(shù)值的數(shù)字顯示器(3)，一個(gè)分別向電橋網(wǎng)絡(luò)(1)，A/D轉(zhuǎn)換器(2)和數(shù)字顯示器(3)提供所需工作電壓的電源組件。本實(shí)用新型溫度測(cè)量?jī)x線路簡(jiǎn)單，成本低，測(cè)量范圍寬，精度高，適合于在生產(chǎn)中推廣。
文檔編號(hào)G01K7/16GK2192885SQ9321799
公開(kāi)日1995年3月22日 申請(qǐng)日期1993年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月13日
發(fā)明者夏長(zhǎng)濤, 慕常和, 張振亞 申請(qǐng)人:大慶石油化工設(shè)計(jì)院