數字萬用表測溫功能電路的設計與制作

吳　敏

[摘要]設計一種測溫電路模塊,用于擴展數字萬用表的應用范圍,實現高精度的溫度測量。該模塊制作容易、使用方便。它可以應用在DT830、DT860、DT890等數字萬用表,或凡是A/D轉換器采用7106、7116(有數據保持功能)、7126(低功耗)、7136(低功耗)型號集成塊的數字萬用表。實際量程范圍是-40℃+130℃。其體積小、反應靈敏、價格低,它的線性溫度范圍能滿足一般生活與生產中的測溫應用。

[關鍵詞]電路 測溫功能 設計

中圖分類號:TH7文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0810024-01

一、工作原理

圖1電路中,V+與V-取自數字萬用表的V+與V-。V+對公共區端COM的電壓為2.8V,此電壓是數字表內部高精度穩壓電源給出的,即V+=2.8V是恒定不變的。V+經R1分壓給運放IC第3腳同相端提供一恒定的基準點位,這樣IC第2腳反相端的電位也將隨之保持恒定,這樣只要選擇R6阻值就給傳感器提供了一個合適的恒定偏置電流,它不會隨傳感器VT發射結電壓Vbe的變化而變化,這對提高測溫精度將起重要作用。

傳感器VT接在IC反饋支路里,傳感器VT的Vbe隨溫度發生變化時,由于負反饋作用使IC第2腳的電位保持不變,而IC第6腳電位將隨傳感器Vbe的變化而變化。即當溫度增高時Vbe減小使V0增加,反之,則Vbe增大,V0減小。

Vbe隨溫度大約以-2.3mV/℃規律線性變化,調節R8~R11的阻值,使V·Ω端電壓以1mV/℃規律變化,當數字表置200mV檔時該表就成為滿量程為199.9℃的測溫儀。

為了提高電路的可靠性和穩定性,電路的調零和量程調節部分不用電位器,分別采用4個固定電阻調整,用4個不同數量級的電阻組合可保證調試誤差在千分之一以下。并且調試很方便,使用中電路參數穩定,不怕振動。

該電路中的基準電壓和傳感器的偏置電流都是由數字萬用表內的穩壓電源提供,所以測溫精度同數字萬用表的測溫精度基本一致。實際測定在-40℃+130℃溫度范圍內,誤差在±0.5%以內。

二、制作

在圖2印制板的V·Ω與COM位置上焊兩個香蕉插頭,使其正好能插在數字萬用表的V·Ω與COM插孔中。在V+與V-處安裝一個電源插頭。

在傳感器插孔位置固定上一個插座。傳感器接頭處應做防水處理,以便在潮濕環境和液體中使用。

在數字表的電池倉右側空位安裝一個小型電源插座,將數字表的V+、V-處引出兩條線焊在插座上。作為測溫模塊的電源插座。

使用時將各插頭插在各自的插孔里即可。

三、調試

調零:將傳感器和標準溫度計同時置于零攝氏度的環境中,如冰水混合物中,靜置一段時間,當標準溫度計指示為零攝氏度時,調R2-R5的阻值使V·Ω端電壓為零伏。此時數字萬用表的顯示也為零。

調量程:將傳感器和標準溫度計同時置于沸水中,調節R8-R11阻值使數字萬用表示值與標準溫度計指示相同即可。

四、結束語

本電路制作簡單,成本低廉,試用以來反應靈敏、測溫精確,能滿足一般生活與生產中的測溫需要,值得推廣。

作者簡介:

吳敏(1967-),男,漢族,重慶涪陵人,本科,重慶工貿職業技術學院電氣實驗師。