專利名稱：多功能單點智能數(shù)顯溫度表的制作方法
技術領域：
多功能單點智能數(shù)顯溫度表，屬于溫度測量儀器。
目前，配熱偶和配熱阻的溫度顯示表有兩種XCE型動圈式顯示表和JSW型數(shù)字顯示表。XCE型動圈表主要由測量電路和磁電式二次表組成，其中測量電路把S、B、K、T、E型熱電偶或Pt300、Pt100、Pt50、Cu50、Cu100熱電阻中的一種經(jīng)檢測放大，并把放大后的電勢輸入磁電式二次儀表動圈，則該回路中會有電流流過，產(chǎn)生磁場，該磁場與永久磁鐵的磁場相互作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，當力矩平衡時指針就停留在刻度盤上某點，指示出被測值。JSW型數(shù)字單點溫度表主要由整機電源，數(shù)字電路、報警電路、熱電偶冷端溫度自動補償電橋、前置放大器、非線性效正網(wǎng)絡和單積分V-T轉(zhuǎn)換器組成。其工作原理是當測溫熱電偶冷端通過補償導線接到儀表時，熱電偶冷端溫度自動補償電橋起冷端溫度補償作用，對于配熱阻的測溫儀表，則電橋用三線制輸入。熱電偶產(chǎn)生的電熱與測點溫度是非線性關系，需經(jīng)過校正網(wǎng)絡進行線性化。V-T轉(zhuǎn)換是由積分器、零比較器、信號比較器組成的閉環(huán)自激振蕩系統(tǒng)將輸入的V變換成T時間量輸出。該T為計數(shù)門開啟的時間。上述兩種溫度顯示表中，動圈式儀表由于精度低，可靠性差、功能單一已趨于被淘汰。而數(shù)顯儀則存在著電路元器件多，結(jié)構復雜，總體可靠性差，功能單一的缺點。再者由于電路中應用了大量的集成運放做為比較器、積分器等和大量的邏輯電路，對總體精度會產(chǎn)生一定影響。而最重要的是它仍然沿襲了動圈儀表中對熱電偶的冷端補償方法，即電橋法，此方法對于使用不同型號的熱電偶必須做硬件上的改變。在配熱阻的儀表中也仍然必須接3只線路電阻。
本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術中存在的不足之處而提供一種多功能單點智能數(shù)顯溫度表。它采用單片機技術，應用軟件冷端補償法，從根本上解決橋路補償法的多種缺點，提高測量精度和可靠性，并且克服一種分度號的熱電偶或熱電阻只能而且僅僅能對應一種儀表的缺點，使一種儀表能使用熱電偶或熱電阻的各種標準分度號，增加測量適用范圍。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是一種多功能單點智能數(shù)顯溫度表，它包括表殼、表殼前面安裝的顯示面板和表殼后端的接線端子，及以單片機為核心包括有存貯器、鎖存器、驅(qū)動器、切換開關和信號放大器的單片機系統(tǒng)。其中五種熱電偶S、B、K、E、T和五種熱電阻Pt300、Pt100、Pt50、Cu100、Cu50經(jīng)放大器7650后進入多路切換開關CD4511，經(jīng)人為選出一種分度號輸入后進入單片機8098的P0.4口；集成溫度傳感器AD590經(jīng)放大的信號進入8098的P0.5口；8098的P3.0-3.7與鎖存器373(A)、373(B)、存貯器27256的D1--8連接作為八位數(shù)據(jù)線，P4.0-4.5與27256的A8-13相接作為27256的高6位地址線，P2.5與鎖存器373(B)的G相連以及ALE與373(A)的G相連起選通作用，RD與27256的OE相接起讀取選通作用；373(A)的Q1-8與27256的A0-7相連，作為27256的低8位地址線；373(B)的Q1-8與驅(qū)動器7407(A)的A0-5和驅(qū)動器7407(B)的A4-5相連；7407(A)的Y0-5及7407(B)的Y4-5接到數(shù)碼管作為段驅(qū)動；7407(B)的A0-3與8098的HSO0-3相連，Y0-3與數(shù)碼管相連作為數(shù)碼管的位掃描；8098的HSI0作為鍵陣入口，四個功能鍵信號由此輸入。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點1、以8098作為核心部件；精度高、線性化好的集成溫度傳感器AD590作為冷端溫測量元件；采用軟件冷端補償法，較目前使用的銅電阻測量精度和可靠性大大提高。
2、采用27256使K、T、E、B、S型熱電偶和Pt300、Pt100、Pt50、Cu100、Cu50等熱電阻分度表全部存入其中，通過轉(zhuǎn)換開關十分方便地使一塊顯示表可按入全部的測溫元件；以“一當十”，大大提高了儀表的功能范圍。
3、可方便地進行溫度顯示和測量mV值的顯示。
4、可任選報警定值。
5、如果需要可以方便地增加瞬間最大值和最小值的歷史儲存，并有日期和時間顯示。
6、可接收4-20mA或1-5V標準信號輸入或發(fā)出標準信號。
7、有斷偶和信號短路顯示功能。
8、有自診斷功能。
9、盤面用發(fā)光二級管進行功能狀態(tài)顯示。
附圖
是本溫度表電原理圖。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述本表為標準尺寸盤裝顯示儀表。表殼體長度180mm，顯示面板尺寸為158×82mm。顯示面板中部為4個數(shù)碼管用以顯示被測溫度值及其它可顯示的各種功能，左側(cè)有14個LED用以指示儀表的上、下限報警、選通通道號、mv/℃轉(zhuǎn)換等功能，右下部有4個輕觸式按鍵用以完成通道選擇、報警設置、mv/℃轉(zhuǎn)換、復位等功能。整個表盤用平面薄膜作為面板，LED二極管、數(shù)碼管和4個輕觸式按鍵設置在其后。表殼為金屬或工程塑料制作。表殼后端為外接線端子。以單片機為核心的電路板安裝表殼內(nèi)。
該單片機系統(tǒng)以8098為核心，配置32KEPROM存貯器，存貯了S、B、E、K、T、Pt100、Pt300、Pt50、Cu100、Cu50十種分度號的分度表，可精確地對其一種進行測量顯示。熱電偶信號放大器選用第四代自穩(wěn)零高精度運放ICL7650和一級反相器將mV值放大成0-5V標準信號送入8098P0.4口。冷端溫度測量采用集成溫度傳感器AD590，它負責把0-50℃范圍的冷端溫度信號放大成0-5V標準信號送入8098P0.5口。在8098內(nèi)部進行查表運算。實現(xiàn)冷端補償。
熱電阻測量回路選用有源綜合電路。該電路把熱電阻受溫度影響的變化值ΔR(t)轉(zhuǎn)換成mV信號并放大成0-5V標準信號送入8098P0.4口。8098進行查表得出準確的溫度值。
利用8098有四路十位A/D輸入功能將熱電偶、熱電阻、冷端溫度信號通過切換開關CD4511接入其中二路十位A/D輸入口，用以完成信號輸入功能。將P3口設置為數(shù)據(jù)口，P4.0-4.5設置為27256的高6位地址口，ALE作為地址鎖存器373的允許信號，P2.5作為擴展口373的允許信號，RD作為27256的輸出允許信號，8098的WR口外接一片373作為一擴展口，用以完成如通道號等指示，報警繼電器輸出等功能。在程序的支持下以10次/ms的采樣速度采得若干個信號后取其平均值，經(jīng)數(shù)字濾波后查表，計算得出一溫度進行顯示。顯示采用7段LED數(shù)碼管，用最高位兼做為符號位。本溫度表設置了四個多功能輕觸式按鍵完成各種功能。本溫度表采用動態(tài)掃描方式顯示，用8098的高速輸出口HSO0實現(xiàn)。HSI0做鍵盤輸入。
權利要求1.多功能單點智能數(shù)顯溫度表，包括表殼、表殼前面安裝的顯示面板和表殼后端的外接線端子，及以單片機為核心包括有存貯器、鎖存器、驅(qū)動器、切換開關和信號放大器的單片機系統(tǒng)；其特征是五種熱電偶S、B、K、E、T和五種熱電阻Pt300、Pt100、Pt50、Cu100、Cu50經(jīng)放大器7650進入多路切換開關CD4511，在人為選通一種分度號輸入后進入單片機8098的P0.4口；集成溫度傳感器AD590經(jīng)放大的信號進入8098的P0.5口；8098的P3.0-3.7與鎖存器373(A)、373(B)、存貯器27256的D1-8連接作為八位數(shù)據(jù)線，P4.0-4.5與存貯器27256的A8-13相連作為27256的高6位地址線，P2.5與鎖存器373(B)的G相連及ALE與373(A)的G相連起選通作用，RD與27256的OE相連起讀取選通作用；373(A)的Q1-8與27256的A0-7相連作為27256的低8位地址線；373(B)的Q1-8與驅(qū)動器7407(A)的A0-5和驅(qū)動器7407(B)的A4-5相連；7407(A)的Y0-5及7407(B)的Y4-5接到數(shù)碼管作為段驅(qū)動；7407(B)的A0-3與8098的HSO0-3相連，Y0-3與數(shù)碼管相連作為數(shù)碼管的位掃描；8098的HSI0作為鍵陣入口，四個功能鍵信號由此輸入。
專利摘要多功能單點智能數(shù)顯溫度表，屬于溫度測量儀器。它具有以8098為核心的單片機系統(tǒng)，其系統(tǒng)中的32K EPROM存貯器存貯了S、B、E、K、T、Pt
文檔編號G01K7/02GK2218925SQ9424700
公開日1996年1月31日 申請日期1994年12月10日 優(yōu)先權日1994年12月10日
發(fā)明者王海杰, 侯培國 申請人:王海杰, 侯培國