KR900003375Y1 - 휴대용 디지탈 온도계 - Google Patents

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KR900003375Y1
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윤영일
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농촌 진흥청
박정윤
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Abstract

내용 없음.

Description

휴대용 디지탈 온도계
제1도는 본 고안의 회로도.
제2도는 본 고안에 이용되는 다이오드의 A-K전압 대비 온도특성 곡선도.
제3도는 본 고안 휴대용 디지털 온도계의 참고사시도.
제4도의 (a)는 본 고안의 온도감지소자인 다이오드의 온도 감지특성도, (b)는 종래의 온도 감지 열전대로 이용되는 PC 합금소재의 온도감지특성도, (c)는 종래의 다른 온도감지열전대로 이용되는 CA 또는 CC 합금소재의 온도감지 특성도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 감지봉 11 : 핀봉
11a : 다이오드 11b : 눈금척
본 고안은 휴대용 온도계에 관한 것으로, 특히 다이오드를 온도 감지센서로 이용하고 이 다이오드가 매설되는 감지봉에 삽입 길이 측정용 눈금척을 부여한 휴대용 디지탈 온도계에 관한 것이다.
일반적인 휴대용 디지털온도계는 피측정물과 접촉하여 그 온도를 감지하는 감지봉과, 상기 감지봉에 의해 검출된 온도의 아날로그양을 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터 및 A/D 컨버터의 디지털출력신호를 디코딩하여 LCD 디스플레이를 구동하는 회로로 구성된다.
상기 감지봉은 비교적 긴 핀봉으로 형성되며, 그선단내부에는 온도 감지센서가 매설된다.
따라서 이러한 종래의 디지털온도계를 이용하여 피측정물, 예를 들면 토지나 수목등의 온도를 측정할 때 상기 감지봉을 피측정물의 내부에 삽입측정하게 되는데, 이 감지봉에는 삽입깊이를 알 수 있는 수단이 마련되어 않지 않기 때문에 측정대상물이 깊이에 따른 온도측정의 계산작업이 번거로웠다.
즉, 별도의 자가 필요하게 되며 여기에서 삽입 깊이 측정오차가 발생되는 문제점이 있었다.
또한 온도계의 감지봉 선단에 배설되는 온도감지소자는 통상적으로 금속합금물인 PR(백금-로듐)열전대, CA(크로멜-알로멜)열전대, CC(구리-콘스탄탄)열전대등이 사용되는데, 이를 열전대 소자들은 제4도의 (b)와 (d)에서 나타내고 있는 바와같이 온도변화에 따라 비 선형적인 온도 특성을 가지게 되므로 피측정물의 정확한 온도 측정에 오차를 가져오게 된다.
또 상기 PR열전대, CA 열전대, CC열전대의 온도감지소자를 감지봉의 선단에 매설할 때 감지봉의 직경이 커지게(보통 3㎜ 이상)되므로, 삽입작업이 곤란하게 되고 피측정물의 온도 전달속도의 저하에 따른 신속한 온도측정도 기대하기 어려웠다.
본 고안은 이상의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 온도변화에 대하여 선형적 온도특성을 가지며 감지봉의 직경을 작게 가져갈 수 있는 다이오드를 감지봉의 선단내부의 금속합금형 열전대 대신 매설하고 상기 감지봉의 외부에는 삽입깊이 측정용 눈금척을 부어 해 줌으로써 피측정물의 내부온도를 신속, 정확하게 측정할 수 있게 되는 휴대용 디지털온도계를 제공하는데 본 고안의 목적이 있다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제3도에서 도시하고 있는 바와 같이, 전면에 디스플레이(3)가 설치된 몸체(4)의 일측방에는 감지봉(1)에 와이어로 연결된 플러그(14)를 받아들이기 위한 콘센트(41)를 설치하고, 상기 콘센트(41)의 아래측에는 온도계 자체의 배터리 공급 전압 온/오프스위치(42)를 설치한다.
상기 감지봉(1)에는 손잡이(12)를 마련하고, 이 손잡이(12)로부터 길게 연장되는 핀봉(11)에는 눈금척(11b)을 마련하고 핀봉(11)의 선단내부에는 온도감지용 실리콘다이오드(11a)를 매설한다.
상기 몸체(4)의 내부에는 제1도와 같은 회로가 내장된다.
이를 설명하면, 저항(R1)과 가변저항(VR1)과 다이오드(11a)와 저항(R5)을 브릿지회로로 연결구성하여 저항(R4)과 저항(R5)의 접속점은 스위치(42)를 통하여 배터리의 +전극에 연결하고, 저항(R4)과 가변저항(VR1)의 접속점은 A/D 컨버터부(AD)의 입력하이단자(IH)에 연결하고, 가변저항(VR1)과 다이오드(11a) 캐소드의 접속점은 공통단자(CO)에 연결하고, 다이오드(11a)애노드와 저항(R5)의 접속점은 입력로우단자(IL)에 연결한다.
또한, 저항(R3)과 상기 스위치(42)를 통한 배터리의 전압은 가변저항(VR2)으로 나뉘어져 각각 레퍼런스하이 단자(RH)와 레퍼런로우단자(RL)로 인가되게 연결한다.
또한, 상기 A/D 컨버터부(AD)의 + 및 -전압은 입력단자(V+,V-)에는 스위치(42)를 통해 배터리의 전압이 입력되게 연결하고, A/D 컨버터부(AD)의 소수단위(UNITS), 단단위(10's) 십단위(100's) 및 백단위에 대한 디코딩출력단자(AB)와 사인부호 디코딩 출력단자(P1) 및 소숫점 표시용 출력단자(BP)의 출력은 디스플레이(3)의 각 세그먼트의 해당신호 입력단자로 공급되게 연결한다.
여기에서 A/D 컨버터부(AD)는디지트 A/D 콘버터 IC이며 일례로 7106,7136,7126를 이용할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이(3)는 상기 A/D 컨버터부(AD)에 적합한디지트 액정표시판(LCD)이 이용된다.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
실리콘다이오드의 전류-전압특성을 보면 순방향 바이어스에서 애노드(A)와 캐소드(K)간 전압이 0.6-0.7일 때 전류가 급격히 증가하게 되고 0.2-0.6V 구간에서는 전류가 서서히 증가하게 된다.
본 고안은 비교적 직선상이 좋은 0.2-0.6V 구간의 전류-전압특성을 이용하게 되는데, 이 구간에서의 실리콘 다이오드의 A-K 주위 온도특성을 보면 제2도에서 나타내고 있는 바와 같이 약 -2.3mV/℃ 기울기를 갖게 된다.
따라서, 제4도의 (a)에서 나타낸 것처럼 실리콘 다이오드의 온도 감지특성은 기존의 PR,CA,CC 열전대등의 온도 감지특성에 비해 양호한 직선성을 가지게 된다.
제1도에서, 저항(R4,R5)과 가변저항(VR1)과 다이오드(11a)는 브릿지를 이루고 있으므로 저항(R4) 및 다이오드(11a)의 저항값과 저항(R1) 및 가변저항(VR1)의 저항값이 같아지도록 상기 가변저항(VR1)를 조정하게 되면 이 브릿지는 평형상태가 된다.
따라서, A/D 컨버터부(AD)의 입력하이 및 로우단자(IH,IL) 양단간 입력전위차(Vin)는 OV가 되므로, A/D컨버터부(AD)내부의 1,2차 OP 앰프(도시생략)의 출력은 0이 되어 이를 변환한 디지털 신호에 의해 디스플레이(3)상에는 0이 나타나게 된다.
즉, 0℃의 조정은 가변저항(VR1)에 의해 이루어지게 되는 것이다.
한편, 상기 실리콘다이오드(D1)에 열이가해지면, 즉 어떤 물체를 측정하게 되면 자체의 온도특성 기울기(-2.3mV/℃)에 의해 그의 A-K간 전압(V1) 특성이 선형적으로 변하게 되므로 상기 브릿지의 평행상태가 무너진다.
따라서, A/D컨버터부(AD)내부의 1차 OP 앰프의 출력양은 상기 브릿지가 무너진 만큼 출력되어 2차 OP앰프를 거친 후 해당온도가 디지탈 신호로 변환되어 디스플레이(3)에 표시되는 것이다.
이러한 해당측정온도의 디지탈표시회로에 있어서, A/D 컨버터부(AD)의 레퍼런스하이 및 로우 단자(RH, RL)에 인가되는 기준전압을 조정하는 것으로 본 고안 온도계의 측정범위를 설정하게 되는데, 상기 레퍼런스 하이 및 로우단자(RH,RL)간의 기준전위차(VREF)는 상기한 2차 OP앰프에 인가되게 된다.
따라서 다이오드(11a)의 온도를 일예로 100℃로 유지하면서 디스플레이(3)의 표기가 100으로 표시되도록 가변저항(VR2)을 조정해 놓으면 0-100℃까지의 온도를 정확히 측정할 수 있게 된다.
이와같이 동작되는 온도디지탈 표시장치의 온도검출용 실리콘 다이오드(11a)는, 제3도에서 도시하고 있는 것처럼, 몸체(4)로부터 외부로 인출되어 감지봉(1)의 손잡이 (12)에서 길게 연장되는 핀봉(11)의 선단내부에 매입설치되는데, 이 실리다이오드(11a)는 소형이므로, 핀봉(11)의 직경을 3mm 이하로 가늘게 가져갈 수가 있다.
따라서, 물 또는 수목이나 토지등의 온도측정시 삽입작업이 용이하게 된다.
특히 실리콘 다이오드(11a)는 온도반응속도가 빨라서 피측정물의 신속한 온도측정을 가능하게 한다.
또한 상기 핀봉의 외주연에는 눈금척(11b)이 부여되어 있기 때문에 별도의 삽입깊이 측정용 자 없이도 피측정 물의 깊이에 따른 정확한 온도를 간단히 알아낼 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 디지털 온도표시장치용 감지봉의 핀봉선단내부에 온도감지소자로서 실리콘 다이오드를 매입설치하고 또한 핀봉에는 눈금척을 부여해 놓음으로써, 핀봉의 직경을 가늘게 가져갈수 있게 됨에 따른 피측정물의 온도측정작업의 용이화와 삽입깊이에 다른 온도변화를 신속하고 정확히 측정할 수 있는 특유의 효과가 나타나게 된다.

Claims (1)

  1. 핀봉(11) 및 손잡이 (12)를 포함한 감지봉(1)과 디스플레이(3), A/D컨버터부(AD) 및 저항브릿지회로를 포함하는 몸체(4)로 구성되는 휴대용 디지탈온도계에 있어서, 상기 감지봉(1)의 핀봉(11)선단내부에는 온도감지용 다이오드(11a)를 매설하고 핀봉(11)의 외주연에는 눈금척(11b)을 부여하여 구성하는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지탈 온도계.
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