专利名称：多偶数字温度表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可配多种热电偶测温的数字温度表，自动地直接显示出被测温度。
多偶数字温度表是用一片集成三位半A/D转换器，经前置放大、冷端补偿、非线性补偿后在液晶或发光二极管显示器上直接显示出温度，一块表可配接3～5种热电偶，用一个选择开关显示其中任一个热电偶的温度，在形式上可制成多偶面板式、袖珍式和带控制的面板式温度表，专利CNZL88220387提出的袖珍多偶温度表存在较大缺点，它量程太窄，如S偶的范围只550～1600℃，B型偶范围只有1200～1800℃，而且精度较低，限制了使用。另一缺点是电位器多，一块三偶温度表通常要用15个电位器，电位器的电参数在搬运、振动、碰撞时易变，电位器多难以调整，尤其是对随身携带使用的袖珍式表，使用者也不是仪表工，没有这方面技能，所以这一缺点是数字温度表长期可靠地运行的主要障碍。
本实用新型的目的是要提供一种宽量程高精度长寿的多偶数字温度表。
本实用新型的目的是这样实现的，将原用直线进行线性化的电路，除非线性较好的热电偶如K偶可考虑用直线外，均改用曲线来线性化，为了既保证精度和宽量程又简化电路，为多偶表创造条件，一般均采用两段曲线线性化，而且电路中所有需装电位器的地方均用精密电阻替代，即需要调整电阻值的各支路均装调整用的精密电阻，以下简称调整电阻。具体说，S表的反向基准电压VRS、B表的VRB和K表的VRK经切换开关接点组K3接到A/D转换器7的36脚，S表的零点位移电压VoS、B表的VoB和K表的VoK经切换开关接点组K4连接到A/D转换器7的30脚；产生电压VRS、VRB的电阻R1Sγ1SR2Sγ2SR3Sγ3S和R1Bγ1BR2Bγ2BR3Bγ3B构成两个日字形电阻网络，网络的左上角分别接比较器2S和2B的输出端，左下角分别接比较器3S和3B的输出端，右下角均接前置放大了的被测电势Vx，产生电压VRK的电阻R1KR3Kγ3K构成丁字形电阻网络，丁字的左端即γ3K接异或门3K的输出端，下端即R3K接地，丁字网络的上端和两个日字网络的右上角经切换开关接点组K5接基准电压VD，产生电压VoS、VoB和VoK的电阻均组成丁字形网络，丁字的下端即R8S、R8B和R8K均接地，上端均经切换开关接点组K5接基准电压VD，K表的丁字左端即R6K接异或门1K输出端，S表和B表的左端即R6S和R6B分别接比较器1S和1B的输出端；以上各支路中需调整电阻值的地方均接调整电阻以替代电位器，具体说即R3S接调整电阻R′3S、R″3S，R3B接R′3BR″3B，R3K接R′3KR″3K，电阻γ3S、γ3B和γ3K分别接调整电阻γ′3Sγ″3S、γ′3Bγ″3B、γ′3Kγ″3K，电阻R8S、R8B和R8K分别接调整电阻R′8SR″8S、R′8BR″8B、R′8KR″8K，电阻R6S、R6B和R6K分别接调整电阻R′6SR″6S、R′6BR″6B和R′6KR″6K。
本实用新型因为对非线性严重的热电偶采用了曲线补偿电路，经实际测试和中国计量科学院检验结果证明，精度高可达0.25级，量程宽，S表为50～1650℃，B表为450～1800℃，WRe偶为400～1950℃，其他偶均为全量程，又因只用两段线性化和整块表无电位器，所以结构特别简单，体积小适合做多偶表，尤其是袖珍式，又因固定的精密电阻经长时间使用，无论振动或碰撞电参数不会改变，所以温度表能保持长时间的稳定准确。
用S、B、K三种热电偶组合的多偶数字温度表作为本实用新型的实施例，
图1是其原理框图，图2是电路图。
从图1原理框图可见，
位A/D转换器4，液晶或发光二极管显示器5，电源6是公共的，用一个切换开关3将所选择热偶的冷端补偿电路，若以S表为例为1S和非线性补偿电路2S接入A/D转换器4，图中8S为S型热电偶。下角S表示属于S偶，同样属于B、K偶的用下角B、K区别，若用液晶显示器则有电池低电压指示控制器7。
下面结合图2详细说明本实用新型的电路及工作情况。
从工作原理上说，三个表是一样的，故以S表为例，此时切换开关置于左边位置，它的六组接点的左边接点都接通，S偶产生的热电势先由三极管5进行冷端温度补偿，再经前置放大器6放大，其输出Vx送入A/D转换器7的31脚，同时Vx送到由比较器2S、3S和电阻R1Sγ1S、R2Sγ3S、R3Sγ3S构成的日字形网络的右下角，日字网络的中线上电压VRS经切换开关接点组K3接到A/D转换器7的36脚，以供给A/D转换器的反向基准电压，比较器1S和电阻R6SR7SR8S构成的丁字形网络产生电压VoS，经切换开关接点组K4送入A/D转换器7的30脚，以供给零点位移电压，A/D转换器7有了Vx、VRS和VoS这三个电压，显示器8就直接显示出S偶所测量的温度。
图中VRB、VRK对应是B偶和K偶的反向基准电压，VoB、VoK对应是B偶和K偶的零点位移电压。
与S偶不同只是K偶用异或门2K、3K和丁字形电阻网络R3KR1Kγ3K产生电压VRK，K偶电压VoK也是由R6KR7KR8K丁字形网络产生，只是R6K不接比较器而是接异或门1K的输出。异或门4K用作电池低电压指示，异或门4K的两个输入端分别接A/D转换器7的21脚和电池电压V+V-在电阻R9R10上的分压点A点相连接，4K的输出接液晶显示器的38脚，所以本实用新型的特点是1.S表的反向基准电压VRS、B表的VRB和K表的VRK经切换开关接点组K3接到A/D转换器7的36脚，S表的零点位移电压VoSB表的VoB和K表的VoK经切换开关接点组K4连接到A/D转换器7的30脚；产生电压VRS、VRB的电阻R1Sγ1SR2Sγ2SR3Sγ3S和R1Bγ1BR2Bγ2BR3Bγ3B构成两个日字形电阻网络，网络的左上角分别接比较器2S和2B的输出端，左下角分别接比较器3S和3B的输出端，右下角均接前置放大的被测电势Vx，产生电压VRK的电阻R1KR3Kγ3K构成丁字形电阻网络，丁字的左端即γ3K接异或门3K的输出端，下端即R3K接地，丁字网络的上端和两个日字形网络的右上角经切换开关接点组K5接基准电压VD，产生电压VoS、VoB和VoK的电阻均组成丁字形网络，丁字的下端即R8S、R8B和R8K均接地，上端均经切换开关接点组K5接基准电压VD，K表的丁字左端即R6K接异或门1K输出端，S表和B表的左端即R6S和R6B分别接比较器1S和1B的输出端；R3S接调整电阻R′3S、R″3B，、R3B接R′3B、R″3B，R3K接R′3K、R″3K，电阻γ3S、γ3B和γ3K分别接调整电阻γ′3Sγ″3S、γ′3Bγ″3B和γ′3Kγ″3K，电阻R8S、R8B和R8K分别接调整电阻R′8SR″8S、R′8BR″8B、R′8KR″8K，电阻R6S、R6B和R6K分别接调整电阻R′6SR″6S、R′6BR″6B和R′6KR″6K。
2.两个四比较器1S2S3S、1B2B3B和四异或门1K2K3K4K的正电源脚VDD经切换开关接点组K6接直流电源或电池的正极V+，它们的负电源脚VSS接地。
3.异或门4K的两个输入端分别接A/D转换器7的21脚和电池电压V+V-在电阻R9R10上的分压点A点相连接，4K的输出接液晶显示器8的38脚。
权利要求1.一种多偶数字温度表，用一片集成
位A/D转换器，经前置放大、冷端温度补偿和非线性补偿后在液晶显示器或发光二极管显示器上直接显示出温度值，其特征在于S表的反向基准电压VRS、B表的VRB和K表的VRK经切换开关接点组K3接到A/D转换器7的36脚，S表的零点位移电压VoS、B表的VoB和K表的VoK经切换开关接点组K4连接到A/D转换器7的30脚；产生电压VRS、VRB的电阻R1S、γ1SR2Sγ2SR3Sγ3S和R1Bγ1BR2Bγ2BR3Bγ3B构成两个日字形电阻网络，网络的左上角分别接比较器2S和2R的输出端，左下角分别接比较器3S和3B的输出端，右下角均接前置放大了的被测电势Vx，产生电压VRK的电阻R1KR3Kγ3K构成丁字形电阻网络，丁字的左端即γ3K接异或门3K的输出端，下端即R3K接地，丁字网络的上端和两个日字网络的右上角经切换开关接点组K5接基准电压VD，产生电压VoS、VoB和VoK的电阻均成丁字形网络，丁字的下端即R8S、R8B和R8K均接地，上端均经切换开关接点组K5接基准电压VD，K表的丁字左端即R6K接异或门1K输出端，S表和B表的左端即R6S和R6B分别接比较器1S和1B的输出端；R3S接调整电阻R′3S、R″3S，R3B接R′3B、R″3B，R3K接R′3K、R″3K，电阻γ3S、γ3B和γ3K分别接调整电阻γ′3Sγ″3S、γ′3Bγ″3B和γ′3Kγ″3K，电阻R8S、R8B和R8K分别接调整电阻R′8SR″8S、R′8BR″8B、R′8KR″8K，电阻R6S、R6B和R6K分别接调整电阻R′6SR″6S、R′6BR″6B和R′6KR″6K。
2.根据权利要求1所述多偶数字温度表，其特征是两个四比较器1S2S3S、1B2B3B和四异或门1K2K3K4K的正电源脚VDD经切换开关接点组K6接直流电源或电池的正极V+，它们的负电源脚VSS均接地。
3.根据权利要求1、2所述多偶数字温度表，其特征是异或门4K的两个输入端分别接A/D转换器7的21脚和电池电压V+V-在电阻R9R10上的分压点A点相连接，4K的输出接液晶显示器8的38脚。
专利摘要一种多偶数字温度表，用一片集成三位半A/D转换器，经前置放大、冷端补偿、非线性补偿后在液晶或发光二极管显示器上直接显示出温度。可接3至5种热电偶，用切换开关直接显示出其中任一个热电偶的温度，对非线性较严重的热电偶均采用两段曲线线性化，而且整个仪表内无电位器，所以结构特别简单，体积小巧，适合制成宽量程，高精度且长时间稳定，可靠的多偶数字温度表。
文档编号G01K7/02GK2078871SQ90217120
公开日1991年6月12日 申请日期1990年8月2日 优先权日1990年8月2日
发明者方之岗 申请人:方之岗