CN2218925Y

CN2218925Y - 多功能单点智能数显温度表

Info

Publication number: CN2218925Y
Application number: CN 94247002
Authority: CN
Inventors: 王海杰; 侯培国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-10
Filing date: 1994-12-10
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2004-12-10

Abstract

多功能单点智能数显温度表，属于温度测量仪器。它具有以8098为核心的单片机系统，其系统中的32K EPROM存贮器存贮了S、B、E、K、T、Pt₁₀₀、Pt₃₀₀、Pt₅₀、Cu₁₀₀、Cu₅₀十种分度号的分度表，可精确地对其中一种进行测量显示。用测量精度高、线性化好的集成温度传感器AD590作为冷端测量元件，采用软件冷端补偿法，其测量精确、可靠。本表盘面上有四个多功能轻触式按键，用以完成各种功能选择；4位LED数码管和14个发光二极管用于通道号和工作状态显示。

Description

多功能单点智能数显温度表

多功能单点智能数显温度表，属于温度测量仪器。

目前，配热偶和配热阻的温度显示表有两种：XCE型动圈式显示表和JSW型数字显示表。XCE型动圈表主要由测量电路和磁电式二次表组成，其中测量电路把S、B、K、T、E型热电偶或Pt₃₀₀、Pt₁₀₀、Pt₅₀、Cu₅₀、Cu₁₀₀热电阻中的一种经检测放大，并把放大后的电势输入磁电式二次仪表动圈，则该回路中会有电流流过，产生磁场，该磁场与永久磁铁的磁场相互作用产生旋转力矩，当力矩平衡时指针就停留在刻度盘上某点，指示出被测值。JSW型数字单点温度表主要由整机电源，数字电路、报警电路、热电偶冷端温度自动补偿电桥、前置放大器、非线性效正网络和单积分V-T转换器组成。其工作原理是：当测温热电偶冷端通过补偿导线接到仪表时，热电偶冷端温度自动补偿电桥起冷端温度补偿作用，对于配热阻的测温仪表，则电桥用三线制输入。热电偶产生的电热与测点温度是非线性关系，需经过校正网络进行线性化。V-T转换是由积分器、零比较器、信号比较器组成的闭环自激振荡系统将输入的V变换成T时间量输出。该T为计数门开启的时间。上述两种温度显示表中，动圈式仪表由于精度低，可靠性差、功能单一已趋于被淘汰。而数显仪则存在着电路元器件多，结构复杂，总体可靠性差，功能单一的缺点。再者由于电路中应用了大量的集成运放做为比较器、积分器等和大量的逻辑电路，对总体精度会产生一定影响。而最重要的是它仍然沿袭了动圈仪表中对热电偶的冷端补偿方法，即电桥法，此方法对于使用不同型号的热电偶必须做硬件上的改变。在配热阻的仪表中也仍然必须接3只线路电阻。

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中存在的不足之处而提供一种多功能单点智能数显温度表。它采用单片机技术，应用软件冷端补偿法，从根本上解决桥路补偿法的多种缺点，提高测量精度和可靠性，并且克服一种分度号的热电偶或热电阻只能而且仅仅能对应一种仪表的缺点，使一种仪表能使用热电偶或热电阻的各种标准分度号，增加测量适用范围。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种多功能单点智能数显温度表，它包括表壳、表壳前面安装的显示面板和表壳后端的接线端子，及以单片机为核心包括有存贮器、锁存器、驱动器、切换开关和信号放大器的单片机系统。其中五种热电偶S、B、K、E、T和五种热电阻Pt₃₀₀、Pt₁₀₀、Pt₅₀、Cu₁₀₀、Cu₅₀经放大器7650后进入多路切换开关CD4511，经人为选出一种分度号输入后进入单片机8098的P0.4口；集成温度传感器AD590经放大的信号进入8098的P0.5口；8098的P3.0-3.7与锁存器373(A)、373(B)、存贮器27256的D1--8连接作为八位数据线，P4.0-4.5与27256的A8-13相接作为27256的高6位地址线，P2.5与锁存器373(B)的G相连以及ALE与373(A)的G相连起选通作用，RD与27256的OE相接起读取选通作用；373(A)的Q1-8与27256的A0-7相连，作为27256的低8位地址线；373(B)的Q1-8与驱动器7407(A)的A0-5和驱动器7407(B)的A4-5相连；7407(A)的Y0-5及7407(B)的Y4-5接到数码管作为段驱动；7407(B)的A0-3与8098的HSO_0-3相连，Y0-3与数码管相连作为数码管的位扫描；8098的HSI₀作为键阵入口，四个功能键信号由此输入。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、以8098作为核心部件；精度高、线性化好的集成温度传感器AD590作为冷端温测量元件；采用软件冷端补偿法，较目前使用的铜电阻测量精度和可靠性大大提高。

2、采用27256使K、T、E、B、S型热电偶和Pt₃₀₀、Pt₁₀₀、Pt₅₀、Cu₁₀₀、Cu₅₀等热电阻分度表全部存入其中，通过转换开关十分方便地使一块显示表可按入全部的测温元件；以“一当十”，大大提高了仪表的功能范围。

3、可方便地进行温度显示和测量mV值的显示。

4、可任选报警定值。

5、如果需要可以方便地增加瞬间最大值和最小值的历史储存，并有日期和时间显示。

6、可接收4-20mA或1-5V标准信号输入或发出标准信号。

7、有断偶和信号短路显示功能。

8、有自诊断功能。

9、盘面用发光二级管进行功能状态显示。

附图是本温度表电原理图。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：本表为标准尺寸盘装显示仪表。表壳体长度180mm，显示面板尺寸为158×82mm。显示面板中部为4个数码管用以显示被测温度值及其它可显示的各种功能，左侧有14个LED用以指示仪表的上、下限报警、选通通道号、mv/℃转换等功能，右下部有4个轻触式按键用以完成通道选择、报警设置、mv/℃转换、复位等功能。整个表盘用平面薄膜作为面板，LED二极管、数码管和4个轻触式按键设置在其后。表壳为金属或工程塑料制作。表壳后端为外接线端子。以单片机为核心的电路板安装表壳内。

该单片机系统以8098为核心，配置32KEPROM存贮器，存贮了S、B、E、K、T、Pt₁₀₀、Pt₃₀₀、Pt₅₀、Cu₁₀₀、Cu₅₀十种分度号的分度表，可精确地对其一种进行测量显示。热电偶信号放大器选用第四代自稳零高精度运放ICL7650和一级反相器将mV值放大成0-5V标准信号送入8098P0.4口。冷端温度测量采用集成温度传感器AD590，它负责把0-50℃范围的冷端温度信号放大成0-5V标准信号送入8098P0.5口。在8098内部进行查表运算。实现冷端补偿。

热电阻测量回路选用有源综合电路。该电路把热电阻受温度影响的变化值ΔR(t)转换成mV信号并放大成0-5V标准信号送入8098P0.4口。8098进行查表得出准确的温度值。

利用8098有四路十位A/D输入功能将热电偶、热电阻、冷端温度信号通过切换开关CD4511接入其中二路十位A/D输入口，用以完成信号输入功能。将P3口设置为数据口，P4.0-4.5设置为27256的高6位地址口，ALE作为地址锁存器373的允许信号，P2.5作为扩展口373的允许信号，RD作为27256的输出允许信号，8098的WR口外接一片373作为一扩展口，用以完成如通道号等指示，报警继电器输出等功能。在程序的支持下以10次/ms的采样速度采得若干个信号后取其平均值，经数字滤波后查表，计算得出一温度进行显示。显示采用7段LED数码管，用最高位兼做为符号位。本温度表设置了四个多功能轻触式按键完成各种功能。本温度表采用动态扫描方式显示，用8098的高速输出口HSO₀实现。HSI₀做键盘输入。

Claims

1、多功能单点智能数显温度表，包括表壳、表壳前面安装的显示面板和表壳后端的外接线端子，及以单片机为核心包括有存贮器、锁存器、驱动器、切换开关和信号放大器的单片机系统；其特征是：五种热电偶S、B、K、E、T和五种热电阻Pt₃₀₀、Pt₁₀₀、Pt₅₀、Cu₁₀₀、Cu₅₀经放大器7650进入多路切换开关CD4511，在人为选通一种分度号输入后进入单片机8098的P0.4口；集成温度传感器AD590经放大的信号进入8098的P0.5口；8098的P3.0-3.7与锁存器373(A)、373(B)、存贮器27256的D1-8连接作为八位数据线，P4.0-4.5与存贮器27256的A8-13相连作为27256的高6位地址线，P2.5与锁存器373(B)的G相连及ALE与373(A)的G相连起选通作用，RD与27256的OE相连起读取选通作用；373(A)的Q1-8与27256的A0-7相连作为27256的低8位地址线；373(B)的Q1-8与驱动器7407(A)的A0-5和驱动器7407(B)的A4-5相连；7407(A)的Y0-5及7407(B)的Y4-5接到数码管作为段驱动；7407(B)的A0-3与8098的HSO_0-3相连，Y0-3与数码管相连作为数码管的位扫描；8098的HSI₀作为键阵入口，四个功能键信号由此输入。