寬域高精度數字式溫度計的製作方法
2023-05-26 00:26:56 2
專利名稱：寬域高精度數字式溫度計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱電偶數字式溫度計。
現有一種可攜式數字式溫度計，由熱電偶傳感器、基準接點補償電路和雙積分A/D轉換器以及液晶顯示部分構成，這種溫度計的不足是由於其所取的基準電壓為一個不變的常數，該常數是根據熱電偶在某一溫區內的斜率K值來確定的。因此僅能保證在該溫區內所測得的溫度值的精確性，而在其它溫區則有較大誤差。
本實用新型的目的是為了克服現有技術的上述不足，提供一種在各測溫區域均能保證其高精度的數字式溫度計。
本實用新型的目的是根據熱電偶的熱電勢在各溫區範圍內具有良好的線性這一特點，既根據在不同區域內其斜率的不同，採用對反積分過程中的積分電阻進行分段分別補償這一技術方案來實現的。具體構成包括熱電偶傳感器、連接在熱電偶傳感器輸出端的基準接點補償電路、與基準接點補償電路相接的雙積分A/D轉換電路和液晶顯示電路，本實用新型的特徵是還設有一數字線性化電路與雙積分A/D轉換電路相接，所述的數字線性化電路的構成包括由門電路組成的正、反積分判斷電路、由分頻器、計數器、門電路構成的區域設定電路和對應連接於區域設定電路輸出端的電子模似開關電路，其中，積分判斷電路的輸入端與雙積分A/D轉換電路中的基準電容相接，輸出端分別與分頻器和計數器相接，計數器與門電路相接。工作原理是利用雙積分電路中基準電容的腳電位在正、反積分過程中的值是不同的這一特徵，輸入由門電路構成的正、反積分判斷電路，正向積分時作用於區域設定電路並使電子模擬開關電路只有一個接通，獲得一個不變的正向積分電阻。在反向積分時，在每個設定區域都有一個輸出控制與之對應的電子模擬開關的導通，即對應一個反積分電阻輸出。將該反積分電阻對應於在該區域內熱電偶的熱電勢的K值，即保證了在該區域內的測量精度，區域的多少及範圍可根據熱電偶的熱電勢特性和產品的精度要求來設定。
本實用新型的優點是結構簡單，克服了一般溫度計線性化差的缺點，在整個熱電偶的工作區域內均可保證其測量精度。適用於各種機械的水溫、油溫、排氣溫度的測量。
下面結合實施例和附圖對本實用新型做進一步說明。
圖1本實用新型的原理框圖圖2本實施例的數字線性化電路框圖圖3本實施例的電路結構示意圖如圖1所示，本實用新型是在原有的可攜式數字式溫度計基礎上增設一個數字線性化電路構成。數字線性化電路的構成包括由一個IC9門電路擔任的正反積分判斷電路由IC4擔任的4分頻電路、IC5 IC6組成的二一十進位計數器和由IC7、IC8及1/4IC9組成的區域設定電路和由IC10以及R13、R14、R15、R16、R17所組成的電子模擬開關電路，基準接點補償電路由D1、R4、R5、R7、R2、R8組成，熱電偶傳感器採用了三個K型熱電偶，由一個用IC2、IC3組成的三路選通器與基準接點補償電路實現連通，可根據需要進行單點、雙點、三點測溫、以備需要時選擇使用。根據所選的熱電偶的熱電勢特性，在本實施例中設定了-50°～0℃、0°～300℃、300°～800℃和800°以上四個區域，電子模似開關電路也對應設置了R14、R15、R16、R17四條通路。串接R13是考慮到便於選擇R14～R17電阻。各IC的型號以及各電路之間的連接關係如圖3所示。
工作過程如下正向積分時CREF為高電位、計數器及分頻器清零，Cr為「1」，A1、B1、C1、D1均為0，→Y1為「1」，導通電子模擬開關電路IC10的一個模擬開關，將R14接通，正向積分電阻為R13＋R14；反向積分時在0°～300℃區域內，Q4為「0」→Y為「1」，R14接通，反向積分電阻為R13＋R14，(設以該段的斜率K1為基準斜率)；在300°～800℃區間，IC7使A1輸出為「1」，B1、C1、D1、Y1均為「0」，R17通，反向積分電阻為R13＋R17；在800℃以上區間，Q4為「1」，→B1為「1」，A1、C1、D1、Y1均為「0」→R16接通，反向積分電阻為R13＋R16；在-50°～0℃區間，IC9組成的負極性鑑別電路使得A2為「0」，→Y2為「1」→C1為「1」，R15接通，反向積分電阻為R13＋R15。R14、R15、R16、R17的阻值則根據熱電偶在各區域的熱電勢的K值來確定。
權利要求1.一種寬域高精度數字式溫度計，包括熱電偶傳感器、連接在熱電偶傳感器輸出端的基準接點補償電路、與基準接點補償電路相接的雙積分A/D轉換電路和液晶顯示電路，其特徵是所述的雙積分A/D轉換電路還接有一數字線性化電路，該數字線性化電路包括由門電路組成的正、反積分判斷電路、由分頻器、計數器、門電路構成的區域設定電路和對應連接於區域設定電路輸出端的電子模擬開關電路，其中，積分判斷電路的輸入端與雙積分A/D轉換電路中的基準電容相接，輸出端分別與分頻器和計數器相接，計數器與門電路相接。
2.如權利要求1所述的數字式溫度計，其特徵在於所述的熱電偶與基準接點補償電路之間由一個多路選通器相連接。
專利摘要本實用新型提供了一種在所測溫區內均可保證其測量精度的數字式溫度計。主要構成是在現有的溫度計的雙積分轉換電路中接入了一個包括由門電路組成的正反積分判斷電路、由分頻器、計數器、門電路構成的區域設定電路和對應連接於區域設定電路輸出端的電子模擬開關電路的數字線性化電路。針對熱電偶的熱電勢在不同區域的K值的不同，採用分段分別補償來保證在各區域的測量值的準確性，適用於各種機械油溫、水溫等的測量。
文檔編號G01K7/14GK2244719SQ95241738
公開日1997年1月8日 申請日期1995年6月15日 優先權日1995年6月15日
發明者翁謝軍, 田少民, 戴旭, 廖鑫彬, 夏冬念 申請人:成都小松檢測技術研究所