[其他]一種數字溫度計

在審

• 申請號: 101985000002216
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102216B
• 公開（公告）日: 1987-11-25
• 發明（設計）人: 邵軍哲;陳育斌
• 申請（專利權）人: 大連工學院
• 代理公司: 大連工學院專利事務所
• 代理人: 王樹本

本發明屬于數字測溫技術領域。本發明是采用一種新的線性化方法，使用ＣＭＯＳ大規模集成電路Ａ／Ｄ轉換器構成的新型數字溫度計。此種線性化法，是用被變換的模擬電壓，直接去控制Ａ／Ｄ轉換器的基準電壓，在完成Ａ／Ｄ轉換的同時實現線性化。電路簡單，線性化精度高。電路最佳參數，用計算機求解。本發明的數字溫度計，使用時不用外加引線補償電阻，就能保證測量精度，使用方便。

本發明屬于數字測溫技術領域。

非電量的數字化測量，最重要問題是線性化?，F在常用的方法有脈沖數字法和數字計算法等方法。脈沖數字法，采用邏輯電路，用輸出數字量的高位控制計數脈沖的頻率，以分段完成線性化。這種方法，雖然精度可以做得較高，但不能應用大規模集成電路A/D轉換器，只能使用中小規模集成電路，電路復雜，技術已經落后，近幾年很少采用。美國專利US3979745就是采用此法。數字計算法，它是先把模擬信號變成數字信號，然后利用微計算機進行計算，以實現線性化。此法的優點是可適用各類傳感器，不同特性傳感器，硬件改動很少甚至不用改動，只改變軟件就可以，可以實現較高精度。但此法技術復雜，儀表本身帶有微計算機，成本高，不易普及，不適于一般場合下使用。日本專利“昭55-84292”就是采用這種線性化的數字溫度計。日本橫河技報（1975、V01.19、NO1）“溫度的數字測量”一文，全面地論述了各種方法和電路，也沒有本發明提出的方法和電路。

本發明便是針對上述缺點作了改進，其發明要點在于把傳感器的參量變化，經變換及放大電路變為電壓信號，把此信號分為二路：一路加到A/D轉換器的信號輸入端，進行A/D轉換;另一路通過基準合成電路，去控制A/D轉換器的基準電壓，使不同輸入信號對應不同的基準電壓，而電路的最佳參數用計算機求解，以使在完成A/D轉換的同時實現線性化，使顯示的數字量即為被測溫度。

本發明的數字溫度計，原理框圖如圖1。1為溫度傳感器;2為變換及放大電路;4為大規模集成電路A/D轉換器;5為譯碼顯示電路。3是由一個運算放大器及電阻構成的基準電壓合成電路，用它實現被變換信號對基準電壓的控制?，F在以鉑電阻數字溫度計為例，電路如圖2。

鉑電阻溫度傳感器的電阻是隨著溫度t的升高，電阻Rt增加，但增加的速率減小，即特性曲線隨溫度t增加而斜率減小，呈非線性。圖2電路，能校正這種非線性，使顯示的數字量與溫度一一對應。A/D轉換器采用5G14433（國產）或MC14433（美國），它們都是雙積式A/D轉換器，則;

N=N₁/V_R｜V_X｜　　　　　　　　　(1）

其中：N₁為在采樣期間的脈沖數，常量;

V_R為基準電壓;

V_X為被轉換的模擬輸入電壓;

N為V_X的數字量。

對于圖2電路有：

V_R＝V_Ro-V_Rx＝V_Ro-KV_X

其中：V_Ro為V_R中固定不變部分，由-E_b產生;

V_Rx是V_R中由V_X產生的分量;

K為非線性校正系數，其值影響線性化精度。

將上式代入（1）式：

N=N₁/V_Ro-KV_X|V_X| （2）