专利名称：高精度温度变换模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将温度按比例转换成电压输出的电子器件，具体说是一种高精度温度变换模块。
背景技术：
在现实生活和科学研究领域中对温度的测量有着非常广泛的需求，在科学上温度的测量不如通常的物理参数如电压的测量方便。为了测量温度，人们采用了多种多样的温度测量方式，如何精确地将测量的温度转换为我们通常比较容易测量的参数如电压等参数是人们一直在不断追求的目标。无论在生活中或是在科学研究领域，都需要一种使用简单，体积小，温度转换精度高，抗干扰能力强，可靠性高，以及可适用于远程测量的温度测量转换装置。
另外，在有些恶劣的环境下，无法放置温度测量仪器，只能将测温度的传感器放置在温度测量处，温度的变换和测量装置放置在环境稍好的地方，这就需要一种能够将远程的温度传感器感知的温度，精确地变换成容易测量的如电压参数。
发明内容
本发明的目的就是提供一种高精度温度变换模块，以弥补现有技术的不足。
本发明包括高精度温度传感器与高稳定基准电压源、电流-电压变换器和电压跟随器相连而组成。
具体是它包括电流-电压变换器及与其输入端电连接的温度传感器和提供直流的基准电压源，且电流-电压变换器的管脚②经电位器RW1与基准电压源的管脚⑥相连，电流-电压变换器的管脚②也经电位器RW2与电流-电压变换器的管脚⑥相连，且在电流-电压变换器的管脚③和地之间接电阻R1，并以模块壳体包容其中，而有作为输出端以接到后级测量电路的输入端，即连接到电压测量电路的输入端。
为提高抗干扰能力，即考虑到远距离传输信号的精度要求，上述电流-电压变换器的次级即输出端又连接一级电压跟随器，并经限流电阻R2输出，且和该电压跟随器的管脚②在后级测量电路的输入端连接到一起。
图1本发明的总体结构方框图。
图2本发明的正视图。
图3本发明的电路原理图。
其中1、电流-电压变换器2、直流基准电压源3、温度传感器4、电压跟随器具体实施方式
如图1、图2，本发明包括电流-电压变换器1及与其输入端电连接的温度传感器3和提供直流的基准电压源2，且电流-电压变换器1的管脚②经电位器RW1与基准电压源的管脚⑥相连，电流-电压变换器1的管脚②也经电位器RW2与电流-电压变换器1的管脚⑥相连，且在电流-电压变换器1的管脚③和地之间接电阻R1并以模块壳体包容其中，而有作为输出端C以接到后级测量电路的输入端。
为保证信号高精度远程传输，上述电流-电压变换器1的次级即输出端又连接一级电压跟随器4，并经跟流电阻R2输出，且和该电压跟随器的管脚②(即FS端)在后级测量电路的输入端连接到一起。
上述电流-电压变换器1(IC3)、直流基准电压源2(IC2)、温度传感器3(IC2)和电压跟随器4(IC4)皆为市售集成电路或集成块。
上述温度传感器3选用可测试的有效温度范围从-55℃到150℃的AD公司生产的电流型的温度传感器(IC2)，型号为AD590，它的电流变化为1μA/℃。上述电流-电压变换器1实为1高增益低漂移直流放大器，选用型号为OP77。上述直流基准电压源2(IC1)选用型号为AD586。上述电压跟随器4(IC4)选用型号为OP77。
下面详述各器件的作用及其连接关系IC2(AD590)的正电源端A接到IC3(OP77)的2脚，负电源端B接到-15V。IC2AD590产生的与测量温度对应的电流输入IC3(OP77)运算放大器中进行放大，成比例地变换成电压。温度的灵敏度可以通过调节连接在IC3(OP77)的2脚和6脚之间的电位器RW2来实现。
AD公司生产的IC1 AD586 5伏基准电压源为IC3(OP77)提供偏置电流，IC1(AD586)的第2管脚连接到+15V电源，作为IC1(AD586)的工作电源，IC1 AD586的第4管脚连接到电源地，IC1(AD586)的第6管脚是电压输出端，它输出的+5V基准电压通过可调电位器RW1连接到IC3(OP77)的第2管脚，通过调节电位器RW1提供不同的偏置电流，进而实现调节输出为零所对应的温度。
电阻R1连接到IC3(OP77)的3脚和电源地之间，为IC3(OP77)的输入提供平衡。
为了提高抗干扰能力，提供远程传输而不损失精度，在IC3的次级又增加了一级电压跟随器IC4(OP77)。IC3(OP77)的电压输出端6脚连接到IC4(OP77)的3脚，IC4(OP77)的2脚(FS端)连接到后级测量电路的输入端。IC4(OP77)的作用是此模块可提供远程传输能力，即传感器可以与此模块在不同的位置，此模块与后级测量电路也可以在不同的位置，也就是说，此模块可以放置在距离传感器和后级电路很远的地方而不损失温度变换的精度。为了防止在远程传输过程中因短路引起IC4(OP77)过流烧毁，在IC4(OP77)的输出端增加了一个限流电阻R2。IC4(OP77)的6脚通过电阻R2输出电压(Vout端)，Vout端和2脚(FS端)在后级测量电路的输入点处连接在一起。
在实际使用时，在+15VDC和-15VDC端分别接入要求的直流电压，A端空置不接，GND端接电源地，将FS端和Vout端在电压测量电路的输入端处连接在一起，都接到后级测量电路的输入端。
在实际使用时，也可以将温度传感器3(AD590)放置在模块外，通过导线将温度传感器3连接到比较远的温度测量点，将温度传感器3(AD590)连接在A端和-15VDC端，在+15VDC和-15VDC端分别接入要求的直流电压，GND端接电源地，将FS端和Vout端在后级测量电路的输入端处连接在一起。
由此构筑的本发明的优点为抗干扰能力强，可提供远程传输而不损失精度。即传感器可以与此模块在不同的位置，此模块与后级电路也可以在不同的位置，也就是说，此模块可以放置在距离传感器和后级电路很远的地方而不损失温度变换的精度。
使用方便，只需提供±15V直流电压，就可以输出与被测量温度成比例的电压。
输出为零点的温度可调。即可根据不同情况下的要求，调整输出电压为零时的温度值。
对应于满度输出的电压值可调，即输出电压对温度的灵敏度可根据需要进行调整。
温度的分辨率高0.01℃，且温度变换的线性度高，在-55℃-150℃的温度范围内的非线性度低于0.3℃。
权利要求
1 一种高精度温度变换模块，其特征是它包括电流-电压变换器(1)及与其输入端电连接的温度传感器(3)和提供直流的基准电压源(2)，且电流-电压变换器(1)的管脚②经电位器RW1与基准电压源的管脚⑥相连，电流-电压变换器(1)的管脚②也经电位器RW2与电流-电压变换器(1)的管脚⑥相连，且在电流-电压变换器(1)的管脚③和地之间接电阻R1并以模块壳体包容其中，而有作为输出端接到后级测量电路的输入端。
2 如权利要求1所述的一种高精度温度变换模块，其特征是上述电流-电压变换器(1)的次级即输出端又连接一级电压跟随器(4)，并经限流电阻R2输出，且和该电压跟随器的管脚②在后级测量电路的输入端连接到一起。
3 如权利要求1所述的一种高精度温度变换模块，其特征是上述温度传感器(3)型号为AD590的集成电路。
4 如权利要求1所述的一种高精度温度变换模块，其特征是上述电流-电压变换器(1)型号为OP77的集成电路。
5 如权利要求1所述的一种高精度温度变换模块，其特征是上述直流基准电压源(2)型号为AD586的集成电路。
6 如权利要求1所述的一种高精度温度变换模块，其特征是上述电压跟随器(4)型号为OP77的集成电路。
全文摘要
一种高精度温度变换模块，包括电流－电压变换器及与其输入端电连接的温度传感器和提供直流的基准电压源，且电流－电压变换器的管脚②经电位器RW1与基准电压源的管脚⑥相连，电流－电压变换器的管脚②也经电位器RW2与电流－电压变换器的管脚⑥相连，并以模块壳体包容其中，而有作为输出端接到后级测量电路的输入端。考虑到远距离传输信号的精度要求，上述电流－电压变换器的次级即输出端又连接一级电压跟随器，并经限流电阻R2输出，且和该电压跟随器的管脚②在后级测量电路的输入端连接在一起。本发明抗干扰能力强，使用方便。可提供远程传输而不损失精度。此模块可以放置在距离传感器和后级电路很远的地方而不损失温度变换的精度。
文档编号G01K1/00GK1696623SQ20051004369
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者王芳, 杨敏乐, 田相利 申请人:中国海洋大学