专利名称：电子式精密热电偶冷端温度补偿器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用热电元件测温时的附加变量补偿装置，具体说是一种热电偶冷端温度补偿器。它包括稳压电源和一个温度补偿装置。
这种热电偶冷端温度补偿器在目前的工作中已普遍采用，其温度补偿装置均是由一个不平衡电桥所组成，该电桥包括3个锰铜电阻R1、R2、R3和一个热敏电阻(铜电阻)R4。使用前调整电桥使其在规定的零补偿温度点(一般为20℃)保持平衡，R4＝R2，补偿器的输出为0，当温度高于或低于零补偿温度点时，R4的阻值产生变化，R4≠R2，电桥输出一个与温度成正比的电势，以达到自动补偿的目的。
中国实用新型专利公报(1987年6月10日)公告的申请号为86207306的实用新型专利(如
图1)即属于这种补偿器的一种改进。
这种补偿器一般存在以下缺点1、调整困难，补偿精度低。由于R4一般为0.5Ω或1Ω，为了减小连接导线和焊点电阻对阻值的影响，就要求R4与电桥的其它几个电阻之间的连线尽可能短。在仪器装好后要进行零补偿温度下的零点调整和高温时的输出电势调整，由于R4不能远离电桥中其它几个电阻，所以调整时要将仪器整体放在标准恒温场中，而一般恒温室的温度也不是绝对的恒温，所以调整时要不断根据恒温室的实际温度来修正读数，不但使调整不易，也不宜做到真正的“0”输出调整。在零补偿温度(一般为20℃)时，人可与仪器同在一个温度场中，而高温(一般为50℃)时，人不可能与仪器同处在一个温度场中。调整时需将仪器放在恒温箱中恒温，测其输出电势，根据输出电势与标准电势之间的差值大小，将仪器从恒温箱中取出来进行调整，调整后再将仪器放回到恒温箱中，如此反复，一般要2次以上，因而调整困难，补偿精度也很难提高，在0℃～50℃的补偿范围内为±3℃～8℃。
2、对电桥中电阻要求很高，一是材质必须纯，二是电阻的精度要求极高，这不但增加了工艺上的难度，也提高了产品的成本。
本实用新型的目的在于解决上述现有技术的不足之处，而提供一种高精度、低成本的热电偶冷端温度补偿器。
本实用新型的技术解决方案是一种电子式精密热电偶冷端温度补偿器，包括稳压电源1，温度补偿装置2，其特殊之处在于温度补偿装置是由电阻R5、R6、R7、R8、电位器W1以及运算放大器A2和温敏二极管D所组成，在温度补偿装置中R5与R6的接点A以及运算放大器A2和温敏二极管D的接点C连接有一个由电阻R9～R15、电位器W2和运算放大器A3所组成的双端输入、增益可调的放大器3，在放大器的输出端和稳压电源的一个输出端N点之间接有一个由R16、R17所组成的固定分压器4，在R16的两端接有温度补偿电势的输出端。
上述技术解决方案中的稳压电源可以是由接在交流电源输入端的变压器B1，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C2，稳压集成电路IC1、稳压管DW、电阻R2、R3、R4和运算放大器A1所组成，A1的输出端和反向输入端相连，使稳压电源由一个单电源经A1变换得到一个正、负输出的双电源。
附图的图面说明如下图1是一个已有补偿器的电路示意图。
图2是本实用新型一个实施例的电路示意图。
结合图2实施例对本实用新型的详细说明如下该补偿器由稳压电源1，温度补偿装置2，双端输入、增益可调的放大器3，固定分压器4所组成。稳压电源包括一个与交流电压的输入端相连的变压器B1；与变压器输出端相连的桥式整流电路D1～D4；滤波电容C2；稳压集成电路IC1；电容C1；发光二极管D5；电阻R1～R4；稳压管DW；运算放大器A1，A1的输出端与反向输入端相连。在稳压电源的输出端D点与N点连接有一个由电阻R5～R8、电位器W1，运算放大器A2和温敏二极管D组成的温度补偿装置，其中D的阴极和放大器A2的输出端相连，阳极和放大器A2的反向输入端以及电阻R8相连。在温度补偿装置中电阻R5与R6的接点A以及运算放大器A2和温敏二极管D的接点C连接有一个由电阻R9～R15、电位器W2以及运算放大器A3所组成的双端输入、增益可调的放大器。在运算放大器A3的输出端与电阻R14的接点以及稳压电源的输出端N点之间接有一个由电阻R16、R17组成的固定分压器，在R16的两端接有温度补偿电势的输出端。
该补偿器的工作原理是这样的在电源输入端接入220V交流电压，经B1降压、桥式整流、电容C1滤波后得到一个直流电压，该电压经稳压集成电路IC1初步稳压，再经稳压二极管进一步稳压后，得到一个恒定直流电压，该电压经运算放大器A1变换得到一个正、负输出的双电源。
恒定电压经R5、R6、W1、R7分压，在运算放大器A2的同向输入端建立一个基准电压Va，当温度变化时，温敏二极管D的正向压降VD也变化，在A2的输出端就得到一个大小为Va＋VD并随温度而变化的电压，A2同时也给D提供了一个恒定的工作电流，工作电流的大小由R8决定。
A2的输出电压通过R10加到A3的反向输入端，与通过R9加到A3同向输入端的A点电位，构成双端输入电路，A3与R11～R15、W2构成典型的增益可调放大电路，它将A3同向、反向输入端的电压相减后放大到所需的大小由输出端输出。
A3的输出电压再经R16、R17组成的固定分压器分压后，在R16上得到所需的补偿电势。
调整W1可调整仪器的零补偿点，调整W2可得到规定的满度补偿电势。
该补偿器中各元件的参数如下变压器B12VA220V／14V稳压集成电路IC17809运算放大器A1～A3四运算放大器LM324整流管D1～D42CP1稳压管DW2DW236温敏二极管D2CP1电阻R1750Ω电阻R2680Ω电阻R3、R410KΩ电阻R51.2KΩ电阻R6、R81.5KΩ
电阻R75.1KΩ电阻R9～142KΩ线绕电阻R160.5Ω线绕电阻R1799.5Ω电位器W11KΩ电位器W2680Ω电容C10.01μF电解电容C2220μF／25V结合以上实施例可以看出，本实用新型相比现有技术具有如下优点1、采用温敏二极管作为感温元件，对连接仪器和感温元件的导线长度没有要求，可通过较长的导线来连接感温元件和仪器，因而无论是零补偿温度下的零点调整还是高温时的输出电势调整，都不需将仪器和感温元件一起放入恒温室中，调整非常容易。
2、补偿精度大大提高，可达到±0.5℃的补偿精度。
3、由于对补偿器中的电阻精度要求较低，因而其成本也相应减少。
权利要求1.一种电子式精密热电偶冷端温度补偿器，包括电源1，温度补偿装置2，其特征在于温度补偿装置是由电阻R5～R8、电位器W1以及运算放大器A2和温敏二极管D所组成；在温度补偿装置中R5与R6的接点A以及运算放大器A2和温敏二极管D的接点C连接有一个由电阻R9～R15、电位器W2和运算放大器A3所组成的双端输入、增益可调的放大器3；在放大器的输出端与稳压电源的一个输出端N点之间接有一个由R16、R17组成的固定分压器4，在R16的两端接有温度补偿电势的输出端。
2.根据权利要求1所述的电子式精密热电偶冷端温度补偿器，其特征在于所述稳压电源1是由接在交流电源输入端的变压器B1、桥式整流电路D1～D4，滤波电容C2、稳压集成电路IC1、稳压管DW、电阻R2、R3、R4和运算放大器A1所组成，A1的输出端和反向输入端相连，使稳压电源由一个单电源经A1变换得到一个正、负输出的双电源。
专利摘要一种电子式精密热电偶冷端温度补偿器，由稳压电源、温度补偿装置、双端输入、增益可调的放大器和固定分压器所组成。它解决了现有补偿器调整困难、精度偏低以及成本较高等缺点。补偿精度可达±0.5℃，可广泛应用于各种以热电偶测温的仪器、仪表。
文档编号G01K7/02GK2048967SQ8920866
公开日1989年12月6日 申请日期1989年6月15日 优先权日1989年6月15日
发明者李臻 申请人:李臻