数字万用表测温功能电路的设计与制作

吴　敏

[摘要]设计一种测温电路模块,用于扩展数字万用表的应用范围,实现高精度的温度测量。该模块制作容易、使用方便。它可以应用在DT830、DT860、DT890等数字万用表,或凡是A/D转换器采用7106、7116(有数据保持功能)、7126(低功耗)、7136(低功耗)型号集成块的数字万用表。实际量程范围是-40℃+130℃。其体积小、反应灵敏、价格低,它的线性温度范围能满足一般生活与生产中的测温应用。

[关键词]电路 测温功能 设计

中图分类号:TH7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0810024-01

一、工作原理

图1电路中,V+与V-取自数字万用表的V+与V-。V+对公共区端COM的电压为2.8V,此电压是数字表内部高精度稳压电源给出的,即V+=2.8V是恒定不变的。V+经R1分压给运放IC第3脚同相端提供一恒定的基准点位,这样IC第2脚反相端的电位也将随之保持恒定,这样只要选择R6阻值就给传感器提供了一个合适的恒定偏置电流,它不会随传感器VT发射结电压Vbe的变化而变化,这对提高测温精度将起重要作用。

传感器VT接在IC反馈支路里,传感器VT的Vbe随温度发生变化时,由于负反馈作用使IC第2脚的电位保持不变,而IC第6脚电位将随传感器Vbe的变化而变化。即当温度增高时Vbe减小使V0增加,反之,则Vbe增大,V0减小。

Vbe随温度大约以-2.3mV/℃规律线性变化,调节R8~R11的阻值,使V·Ω端电压以1mV/℃规律变化,当数字表置200mV档时该表就成为满量程为199.9℃的测温仪。

为了提高电路的可靠性和稳定性,电路的调零和量程调节部分不用电位器,分别采用4个固定电阻调整,用4个不同数量级的电阻组合可保证调试误差在千分之一以下。并且调试很方便,使用中电路参数稳定,不怕振动。

该电路中的基准电压和传感器的偏置电流都是由数字万用表内的稳压电源提供,所以测温精度同数字万用表的测温精度基本一致。实际测定在-40℃+130℃温度范围内,误差在±0.5%以内。

二、制作

在图2印制板的V·Ω与COM位置上焊两个香蕉插头,使其正好能插在数字万用表的V·Ω与COM插孔中。在V+与V-处安装一个电源插头。

在传感器插孔位置固定上一个插座。传感器接头处应做防水处理,以便在潮湿环境和液体中使用。

在数字表的电池仓右侧空位安装一个小型电源插座,将数字表的V+、V-处引出两条线焊在插座上。作为测温模块的电源插座。

使用时将各插头插在各自的插孔里即可。

三、调试

调零:将传感器和标准温度计同时置于零摄氏度的环境中,如冰水混合物中,静置一段时间,当标准温度计指示为零摄氏度时,调R2-R5的阻值使V·Ω端电压为零伏。此时数字万用表的显示也为零。

调量程:将传感器和标准温度计同时置于沸水中,调节R8-R11阻值使数字万用表示值与标准温度计指示相同即可。

四、结束语

本电路制作简单,成本低廉,试用以来反应灵敏、测温精确,能满足一般生活与生产中的测温需要,值得推广。

作者简介:

吴敏(1967-),男,汉族,重庆涪陵人,本科,重庆工贸职业技术学院电气实验师。