[其他]多路數字溫度顯示儀

無效

• 申請號: 87209805
• 申請日: 1987-07-07
• 公開（公告）號: CN87209805U
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發明（設計）人: 安大寬
• 申請（專利權）人: 北京自動化儀表二廠
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00
• 代理公司: 北京三友專利事務所
• 代理人: 盧啟文

本實用新型涉及一種熱工測量領域的數字式測量儀表，它可以對多個測溫點逐點測量和數碼顯示。

目前在工業上熱工測量一般都采用指針式動圈表，由于是機械式結構，存在著靈敏度差、精度低、易損壞、可靠性低等缺點，特別是指針顯示，容易產生讀數誤差，并且由于指針穩定需要較長時間（七秒左右），不能適應快速切換的連續多點溫度測量。

本實用新型的目的，在于克服現有指針式動圈表存在的上述缺陷，設計一種能進行連續多點測量、并且數字顯示測量值的高精度溫度測量儀表。

本實用新型溫度測量儀表由多個溫度傳感器、多路轉換開關、信號放大部分，模數（A／D）變換器、數字顯示器及穩壓電源組成，實現數字顯示的原理是：溫度傳感器上的測量信號經多路轉換開關切換，輸入信號放大部分放大，經放大的信號輸入，模數變換器轉換為數字信號，最后在數字顯示器上顯示出來。

由于現有的熱敏元件的熱敏信號與溫度值之間存在著非線性問題，本實用新型在電路放大部分設計了線性化電路，校正熱敏電阻的非線性，使輸入信號在進入信號放大前即線性化，從而保證數字顯示能準確反映溫度值。

本實用新型的線性化電路采用模擬法線性化原理，具體實現方法參見圖2中的運算放大器A₁、A₂部分。其中，運算放大器A₁驅動三極管BG₁和BG₂組成恒流電橋，分別供給熱敏電阻（接在外接插座點1和點2之間，點2通過點3接地）和標準電阻R₀電流I₁和I₂，點4和點5構成橋路輸出。運算放大器A₁在點6和點7之間構成一個負反饋回路，抑制由于熱敏電阻阻值變化對電流I₁的影響。具體原理是，當熱敏電阻阻值升高使I₁有所下降時，點6的電位變化，經運算放大器A₁放大后使三極管BG₁和BG₂基極電流增加，從而使I₁提高，起到恒流的作用。

運算放大器A₂通過電位器W₁調整線性，使輸入信號線性化。具體原理是：橋路輸出的非線性信號，經運算放大器A₂差分放大，并經過運算放大器A₁反饋到7點，使三極管BG₁輸出一個補償電流，使輸入的非線性信號修正為線性信號。其中電位器W₁用于調整非線性信號的補償幅度。

本實用新型電路放大部分的直流放大采用通用的運算放大電路。溫度傳感器采用熱敏電阻，多路轉換開關可采用琴鍵式轉換開關，模數（A／D）變換器為大規模集成電路成品，數字顯示器可采用LED發光二極管顯示板，這些均有市售成品。

本實用新型與現有技術相比的優點是，由于采用了電子線路及數字顯示方式，徹底克服了機械式儀表靈敏度低、精度差、可靠性低、讀數不便、不能實現多點測量等缺點。同時，由于采用了大規模集成電路，因而具有結構簡單、體積小、成本低、可靠性高等優點。

下面結合附圖給出本實用新型的一個具體實施例。

圖1為多路數字溫度顯示儀的系統和原理框圖；

圖2為多路數字溫度顯示儀信號放大部分電路圖，包括線性化器和直流放大器兩部分；

圖3為多路數字溫度顯示儀電源部分電路圖。

圖1中：1至16為溫度傳感器，17為多路轉換開關，18為直流放大器，19為線性化器，其中18和19組成信號放大部分20，21為模數變換器，22為數字顯示器，23為穩壓電源。

各部分具體結構如下：

信號放大部分20：具體電路見圖2，由四個運算放大器組成，其中A₁、A₂組成恒流源、模擬法線性化器19，A₃、A₄組成兩級直流放大器18。最后輸出兩檔電壓信號，其中μ₁（0～200mV）驅動模數變換器，μ₂（0～5V）供輸入計算機備用。

為提高精度，電路設計中還采取了如下措施：

一、采用四運算放大器集成器件，如LM324，利用其相同的溫度特性，相互抵消溫度漂移，保證電路系統的精度；

二、選用高輸入阻抗的運算放大器，實現高阻輸入；

三、采用三線制輸入方式，使外線電阻的阻值分擔在橋路兩邊，克服外線電阻對儀表的影響。