專利名稱：電子式精密熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用熱電元件測(cè)溫時(shí)的附加變量補(bǔ)償裝置，具體說(shuō)是一種熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器。它包括穩(wěn)壓電源和一個(gè)溫度補(bǔ)償裝置。
這種熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器在目前的工作中已普遍采用，其溫度補(bǔ)償裝置均是由一個(gè)不平衡電橋所組成，該電橋包括3個(gè)錳銅電阻R1、R2、R3和一個(gè)熱敏電阻(銅電阻)R4。使用前調(diào)整電橋使其在規(guī)定的零補(bǔ)償溫度點(diǎn)(一般為20℃)保持平衡，R4＝R2，補(bǔ)償器的輸出為0，當(dāng)溫度高于或低于零補(bǔ)償溫度點(diǎn)時(shí)，R4的阻值產(chǎn)生變化，R4≠R2，電橋輸出一個(gè)與溫度成正比的電勢(shì)，以達(dá)到自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> 中國(guó)實(shí)用新型專利公報(bào)(1987年6月10日)公告的申請(qǐng)?zhí)枮?6207306的實(shí)用新型專利(如

圖1)即屬于這種補(bǔ)償器的一種改進(jìn)。
這種補(bǔ)償器一般存在以下缺點(diǎn)1、調(diào)整困難，補(bǔ)償精度低。由于R4一般為0.5Ω或1Ω，為了減小連接導(dǎo)線和焊點(diǎn)電阻對(duì)阻值的影響，就要求R4與電橋的其它幾個(gè)電阻之間的連線盡可能短。在儀器裝好后要進(jìn)行零補(bǔ)償溫度下的零點(diǎn)調(diào)整和高溫時(shí)的輸出電勢(shì)調(diào)整，由于R4不能遠(yuǎn)離電橋中其它幾個(gè)電阻，所以調(diào)整時(shí)要將儀器整體放在標(biāo)準(zhǔn)恒溫場(chǎng)中，而一般恒溫室的溫度也不是絕對(duì)的恒溫，所以調(diào)整時(shí)要不斷根據(jù)恒溫室的實(shí)際溫度來(lái)修正讀數(shù)，不但使調(diào)整不易，也不宜做到真正的“0”輸出調(diào)整。在零補(bǔ)償溫度(一般為20℃)時(shí)，人可與儀器同在一個(gè)溫度場(chǎng)中，而高溫(一般為50℃)時(shí)，人不可能與儀器同處在一個(gè)溫度場(chǎng)中。調(diào)整時(shí)需將儀器放在恒溫箱中恒溫，測(cè)其輸出電勢(shì)，根據(jù)輸出電勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)之間的差值大小，將儀器從恒溫箱中取出來(lái)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后再將儀器放回到恒溫箱中，如此反復(fù)，一般要2次以上，因而調(diào)整困難，補(bǔ)償精度也很難提高，在0℃～50℃的補(bǔ)償范圍內(nèi)為±3℃～8℃。
2、對(duì)電橋中電阻要求很高，一是材質(zhì)必須純，二是電阻的精度要求極高，這不但增加了工藝上的難度，也提高了產(chǎn)品的成本。
本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種高精度、低成本的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種電子式精密熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器，包括穩(wěn)壓電源1，溫度補(bǔ)償裝置2，其特殊之處在于溫度補(bǔ)償裝置是由電阻R5、R6、R7、R8、電位器W1以及運(yùn)算放大器A2和溫敏二極管D所組成，在溫度補(bǔ)償裝置中R5與R6的接點(diǎn)A以及運(yùn)算放大器A2和溫敏二極管D的接點(diǎn)C連接有一個(gè)由電阻R9～R15、電位器W2和運(yùn)算放大器A3所組成的雙端輸入、增益可調(diào)的放大器3，在放大器的輸出端和穩(wěn)壓電源的一個(gè)輸出端N點(diǎn)之間接有一個(gè)由R16、R17所組成的固定分壓器4，在R16的兩端接有溫度補(bǔ)償電勢(shì)的輸出端。
上述技術(shù)解決方案中的穩(wěn)壓電源可以是由接在交流電源輸入端的變壓器B1，橋式整流電路D1～D4，濾波電容C2，穩(wěn)壓集成電路IC1、穩(wěn)壓管DW、電阻R2、R3、R4和運(yùn)算放大器A1所組成，A1的輸出端和反向輸入端相連，使穩(wěn)壓電源由一個(gè)單電源經(jīng)A1變換得到一個(gè)正、負(fù)輸出的雙電源。
附圖的圖面說(shuō)明如下圖1是一個(gè)已有補(bǔ)償器的電路示意圖。
圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路示意圖。
結(jié)合圖2實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明如下該補(bǔ)償器由穩(wěn)壓電源1，溫度補(bǔ)償裝置2，雙端輸入、增益可調(diào)的放大器3，固定分壓器4所組成。穩(wěn)壓電源包括一個(gè)與交流電壓的輸入端相連的變壓器B1；與變壓器輸出端相連的橋式整流電路D1～D4；濾波電容C2；穩(wěn)壓集成電路IC1；電容C1；發(fā)光二極管D5；電阻R1～R4；穩(wěn)壓管DW；運(yùn)算放大器A1，A1的輸出端與反向輸入端相連。在穩(wěn)壓電源的輸出端D點(diǎn)與N點(diǎn)連接有一個(gè)由電阻R5～R8、電位器W1，運(yùn)算放大器A2和溫敏二極管D組成的溫度補(bǔ)償裝置，其中D的陰極和放大器A2的輸出端相連，陽(yáng)極和放大器A2的反向輸入端以及電阻R8相連。在溫度補(bǔ)償裝置中電阻R5與R6的接點(diǎn)A以及運(yùn)算放大器A2和溫敏二極管D的接點(diǎn)C連接有一個(gè)由電阻R9～R15、電位器W2以及運(yùn)算放大器A3所組成的雙端輸入、增益可調(diào)的放大器。在運(yùn)算放大器A3的輸出端與電阻R14的接點(diǎn)以及穩(wěn)壓電源的輸出端N點(diǎn)之間接有一個(gè)由電阻R16、R17組成的固定分壓器，在R16的兩端接有溫度補(bǔ)償電勢(shì)的輸出端。
該補(bǔ)償器的工作原理是這樣的在電源輸入端接入220V交流電壓，經(jīng)B1降壓、橋式整流、電容C1濾波后得到一個(gè)直流電壓，該電壓經(jīng)穩(wěn)壓集成電路IC1初步穩(wěn)壓，再經(jīng)穩(wěn)壓二極管進(jìn)一步穩(wěn)壓后，得到一個(gè)恒定直流電壓，該電壓經(jīng)運(yùn)算放大器A1變換得到一個(gè)正、負(fù)輸出的雙電源。
恒定電壓經(jīng)R5、R6、W1、R7分壓，在運(yùn)算放大器A2的同向輸入端建立一個(gè)基準(zhǔn)電壓Va，當(dāng)溫度變化時(shí)，溫敏二極管D的正向壓降VD也變化，在A2的輸出端就得到一個(gè)大小為Va＋VD并隨溫度而變化的電壓，A2同時(shí)也給D提供了一個(gè)恒定的工作電流，工作電流的大小由R8決定。
A2的輸出電壓通過(guò)R10加到A3的反向輸入端，與通過(guò)R9加到A3同向輸入端的A點(diǎn)電位，構(gòu)成雙端輸入電路，A3與R11～R15、W2構(gòu)成典型的增益可調(diào)放大電路，它將A3同向、反向輸入端的電壓相減后放大到所需的大小由輸出端輸出。
A3的輸出電壓再經(jīng)R16、R17組成的固定分壓器分壓后，在R16上得到所需的補(bǔ)償電勢(shì)。
調(diào)整W1可調(diào)整儀器的零補(bǔ)償點(diǎn)，調(diào)整W2可得到規(guī)定的滿度補(bǔ)償電勢(shì)。
該補(bǔ)償器中各元件的參數(shù)如下變壓器B12VA220V／14V穩(wěn)壓集成電路IC17809運(yùn)算放大器A1～A3四運(yùn)算放大器LM324整流管D1～D42CP1穩(wěn)壓管DW2DW236溫敏二極管D2CP1電阻R1750Ω電阻R2680Ω電阻R3、R410KΩ電阻R51.2KΩ電阻R6、R81.5KΩ
電阻R75.1KΩ電阻R9～142KΩ線繞電阻R160.5Ω線繞電阻R1799.5Ω電位器W11KΩ電位器W2680Ω電容C10.01μF電解電容C2220μF／25V結(jié)合以上實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用溫敏二極管作為感溫元件，對(duì)連接儀器和感溫元件的導(dǎo)線長(zhǎng)度沒(méi)有要求，可通過(guò)較長(zhǎng)的導(dǎo)線來(lái)連接感溫元件和儀器，因而無(wú)論是零補(bǔ)償溫度下的零點(diǎn)調(diào)整還是高溫時(shí)的輸出電勢(shì)調(diào)整，都不需將儀器和感溫元件一起放入恒溫室中，調(diào)整非常容易。
2、補(bǔ)償精度大大提高，可達(dá)到±0.5℃的補(bǔ)償精度。
3、由于對(duì)補(bǔ)償器中的電阻精度要求較低，因而其成本也相應(yīng)減少。
權(quán)利要求1.一種電子式精密熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器，包括電源1，溫度補(bǔ)償裝置2，其特征在于溫度補(bǔ)償裝置是由電阻R5～R8、電位器W1以及運(yùn)算放大器A2和溫敏二極管D所組成；在溫度補(bǔ)償裝置中R5與R6的接點(diǎn)A以及運(yùn)算放大器A2和溫敏二極管D的接點(diǎn)C連接有一個(gè)由電阻R9～R15、電位器W2和運(yùn)算放大器A3所組成的雙端輸入、增益可調(diào)的放大器3；在放大器的輸出端與穩(wěn)壓電源的一個(gè)輸出端N點(diǎn)之間接有一個(gè)由R16、R17組成的固定分壓器4，在R16的兩端接有溫度補(bǔ)償電勢(shì)的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式精密熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器，其特征在于所述穩(wěn)壓電源1是由接在交流電源輸入端的變壓器B1、橋式整流電路D1～D4，濾波電容C2、穩(wěn)壓集成電路IC1、穩(wěn)壓管DW、電阻R2、R3、R4和運(yùn)算放大器A1所組成，A1的輸出端和反向輸入端相連，使穩(wěn)壓電源由一個(gè)單電源經(jīng)A1變換得到一個(gè)正、負(fù)輸出的雙電源。
專利摘要一種電子式精密熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器，由穩(wěn)壓電源、溫度補(bǔ)償裝置、雙端輸入、增益可調(diào)的放大器和固定分壓器所組成。它解決了現(xiàn)有補(bǔ)償器調(diào)整困難、精度偏低以及成本較高等缺點(diǎn)。補(bǔ)償精度可達(dá)±0.5℃，可廣泛應(yīng)用于各種以熱電偶測(cè)溫的儀器、儀表。
文檔編號(hào)G01K7/02GK2048967SQ8920866
公開日1989年12月6日 申請(qǐng)日期1989年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月15日
發(fā)明者李臻 申請(qǐng)人:李臻