本文通过介绍热电偶数字温度表的测量传输原理和组成元件,让读者了解体会到数字表应用的实用性和普及性。
该类非线性补偿式数字温度表,由冷端补偿器、前置放大器、A/D转换器、锁存器、EPROM线性化器、译码器和LED显示组成。测量信号大致传输过程是由热电偶将热量信号传至冷端补偿器→前置放大器→A/D转换器→锁存器→EPROM线性化器→译码器→LED。
1.冷端补偿器 热电偶的冷端补偿器一般是利用冷端补偿器获得补偿电势,然后与热电偶测得热电势相叠加,从而获得真实电势。zui近几年,国外已广泛利用半导体二极管或三极管的PN结温度特性作温度补偿。PN结在-100~+100℃范围内。其端电压与温度有较为理想的线性关系,温度系数约为-2.33mV/℃,因此是理想的温度补偿器件。采用二极管作为冷端补偿,度可达0.3~0.8℃;也采用单片集成温度传感器进行冷端补偿。
2.前置放大器 由于热电偶信号微弱且变化缓慢,因而要选用漂移及失调极为微小的高精度放大器作为前置放大器。采用ICL标准单片集运放。它具有极低的输入失调电压;失调电压的温漂和长时间漂移也极低,分别为0.01µV/℃和0.33nV/d.也可选用超低失调运算放大器作为前置放大器,虽然失调电压和漂移比ICL大,在一般情况下仍能满足热电偶数字温度表的测量精度要求。
3.A/D转换器 A/D转换器是将放大了的热电势模拟量转换成数字量,再将数字量按表进行非线性校正,得到与被测温度成正比的数字量。
4.锁存器 AD.转换器的转换结果采用动态码扫描输出。因此,每位数字要增加一个四位锁存器,把经过多路组合的数据分离出来,并寄存在相应的锁存器内。
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