专利名称：比例温偏函数发生器及其温度补偿器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及比例温偏函数发生器及其温度补偿器，属于信号变换、自动控制 与测量技术领域。
背景技术：
传感器、测量电路、信号处理等环节常采用半导体器件，对温度的变化较为敏感， 导致在不同温度下测量或运算的误差，而在测量仪器或设备中由于温度变化造成的误差需 要尽量避免或降低。温度变化导致的误差，即输出信号由于温度变化而导致偏离原来的数值，通常是 温度的函数，偏离情况通常表现为零位偏移与倍率偏移，如图la所示；有时其原倍率还表 现出正负不太相同的情况，如图lb所示，需要通过调整、补偿来加以校正。温度补偿是降低或避免温度变化造成误差的重要方法，温度变化造成的误差还需 要用对温度变化敏感的器件或电路来进行修正。常用温度偏移函数发生器其温变特性与灵 敏度特性同时调节，使用不够方便；而常规的温度补偿器通用性较差，由于零位温度补偿与 倍率温度补偿耦合在一起，导致温度补偿器的参数整定较为困难。
发明内容本实用新型的目的是提供用模拟电路实现的通用比例温偏函数发生器及其温度 补偿器。比例温偏函数发生器为放大倍数与温度变化成函数关系的电压放大器，是温度信 号变化的运算器，也是组成温度补偿器的基础电路。本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。一种比例温偏函数发生器，根据结构的不同有直馈型、反馈型、综合型三种形式， 比例温偏函数发生器有一个电压输入端、一个电压输出端。所述的比例温偏函数发生器由运算放大器、电阻、电位器组成，运放的同相输入端 接电位器的滑动端，电位器的二个固定端分别通过电阻接地与接比例温偏函数发生器的输 入端，运放的反相输入端分别通过电阻接运放的输出端与接比例温偏函数发生器的输入 端，运放的输出端接为比例温偏函数发生器的输出端。直馈型比例温偏函数发生器的运放输入电阻采用热敏电阻，反馈型比例温偏函数 发生器的反馈电阻采用热敏电阻、综合型比例温偏函数发生器的输入电阻与反馈电阻采用 温度特性不同的热敏电阻。比例温偏函数发生器的放大比例或倍数为温度的函数，在标准温度时比例温偏函 数发生器的放大比例或倍数为零，温度补偿器在调节温度补偿幅度比例时不至于影响到标 准温度时温度补偿器相对输入电压的输出信号。一种采用比例温偏函数发生器的温度补偿器，有一个电压输入端、一个电压输出 端，其特征在于温度补偿器由零位温偏调整器与倍率温偏调整器组成，零位温偏调整器有
5一个电压输入端、一个电压输出端，倍率温偏调整器有一个电压输入端、一个电压输出端， 零位温偏调整器的输入端接为温度补偿器的输入端，零位温偏调整器的输出端接倍率温偏 调整器的输入端，倍率温偏调整器的输出端接为温度补偿器的输出端。所述的零位温偏调整器由零位调合电路与可调零位温偏发生器组成，零位调合电 路有二个电压输入端、一个电压输出端，可调零位温偏发生器有一个电压输出端，零位调合 电路的一个输入端接为零位温偏调整器的输入端，零位调合电路的另一个输入端接可调零 位温偏发生器的输出端，零位调合电路的输出端接为零位温偏调整器的输出端。所述的倍率温偏调整器由倍率调合电路与可调倍率温偏发生器组成，倍率调合电 路有二个电压输入端、一个电压输出端，可调倍率温偏发生器有一个电压输入端、一个电压 输出端，倍率调合电路的一个输入端与可调倍率温偏发生器的输入端连接并接为倍率温偏 调整器的输入端，倍率调合电路的另一个输入端接可调倍率温偏发生器的输出端，倍率调 合电路的输出端接为倍率温偏调整器的输出端。温度补偿器具有独立分置的零位调整及温度补偿与倍率调整及温度补偿，调整方 便，通用性好。所述的零位调合电路由偏移修正电路与加权合成电路组成，偏移修正电路有一个 电压输入端、一个电压输出端，加权合成电路有二个电压输入端、一个电压输出端，偏移修 正电路的输入端接为零位调合电路的一个输入端，偏移修正电路的输出端接加权合成电路 的一个输入端，加权合成电路的另一个输入端接为零位调合电路的另一个输入端，加权合 成电路的输出端接为零位调合电路的输出端。零位调合电路的偏移修正电路由运算放大器、电阻、电位器组成，运放的同相输入 端通过电阻接地，运放的反相输入端分别通过电阻接运放的输出端与接偏移修正电路的输 入端并通过电阻接电位器的滑动端，电位器的二个固定端分别接正负电源。零位调合电路的加权合成电路采用含有运放的双输入单输出的运放加法器电路。所述温度补偿器的可调零位温偏发生器按结构原理的不同有二种方式。第一种方式可调零位温偏发生器由比例温偏函数发生器、电阻、电位器组成，比 例温偏函数发生器的输入端接电位器的滑动端，电位器的二个固定端分别通过电阻接正负 电源，比例温偏函数发生器的输出端接为可调零位温偏发生器的输出端；第二种方式可调零位温偏发生器由电压温偏函数发生器、双极性增益可调放大 器、电阻组成，电压温偏函数发生器有一个电压输入、一个电压输出端，电压温偏函数发生 器的输入端分别通过电阻接正负电源，电压温偏函数发生器的输出端接双极性增益可调放 大器的输入端，双极性增益可调放大器的输出端接为可调零位温偏发生器的输出端。所述的电压温偏函数发生器根据结构的不同有直馈型、反馈型、综合型三种形式， 电压温偏函数发生器采用与比例温偏函数发生器同样的结构形式，并将相应的热敏电阻换 成稳压二极管。零位温偏调整器通过零位调合电路与可调零位温偏发生器将标准温度时的零位 调整与零位温度补偿分置，零位温度补偿幅度比例的正负大小均可调。所述温度补偿器的倍率调合电路按结构原理的不同有统调型、分调型二种方式。第一种方式统调型倍率调合电路由比例修正电路与加权合成电路组成，比例修 正电路有一个电压输入端、一个电压输出端，加权合成电路有二个电压输入端、一个电压输出端，比例修正电路的输入端接为倍率调合电路的一个输入端，比例修正电路的输出端接 加权合成电路的一个输入端，加权合成电路的另一个输入端接为倍率调合电路的另一个输 入端，加权合成电路的输出端接为倍率调合电路的输出端；统调型倍率调合电路的比例修正电路由运算放大器、电阻、电位器组成，运放的同 相输入端通过电阻接地，运放的反相输入端接电位器的滑动端，电位器的二个固定端分别 通过电阻接运放的输出端与接比例修正电路的输入端；统调型倍率调合电路的加权合成电路采用含有运放的双输入单输出的运放加法 器电路。第二种方式分调型倍率调合电路，由二个运算放大器、二极管、电阻、二个电位器 组成，运放的同相输入端通过电阻接地，一个运放的反相输入端分别通过电阻接倍率调合 电路的一个输入端并通过电阻分别二个接电位器的一个固定端，电位器的滑动端分别通过 二极管接该运放的输出端，二个电位器的另一个固定端分别通过电阻接另一个运放的反相 输入端，同时该运放的反相输入端分别通过电阻接该运放的输出端与接倍率调合电路的另 一个输入端，该运放的输出端接为倍率调合电路的输出端。所述的可调倍率温偏发生器由比例温偏函数发生器与双极性增益可调放大器组 成，比例温偏函数发生器的输入端接为可调倍率温偏发生器的输入端，比例温偏函数发生 器的输出端接双极性增益可调放大器的输入端，双极性增益可调放大器的输出端接为可调 倍率温偏发生器的输出端。倍率温偏调整器通过倍率调合电路与可调倍率温偏发生器将标准温度时的倍率 调整与倍率温度补偿分置，倍率温度补偿幅度比例的正负大小均可调。所述温度补偿器的双极性增益可调放大器，有一个电压输入端与一个电压输出 端，根据结构形式的不同有电压型增益可调放大器、简易型增益可调放大器、电流型增益可 调放大器三种形式。所述的电压型增益可调放大器由运算放大器、电位器、电阻组成，运放的同相输入 端通过电阻接电位器的滑动端，电位器的两个固定端分别接地与接增益可调放大器的输入 端，运放的反相输入端分别通过电阻接运放的输出端与接增益可调放大器的输入端、同时 分别通过电阻接地与接增益可调放大器的输入端，运放的输出端接为增益可调放大器的输 出端。所述的简约型增益可调放大器由运算放大器、电位器、电阻组成，运放的同相输入 端接电位器的滑动端，电位器的两个固定端分别接地与接增益可调放大器的输入端，运放 的反相输入端分别通过电阻接运放的输出端、通过电阻接增益可调放大器的输入端、通过 电阻接地，运放的输出端接为增益可调放大器的输出端。所述的电流型增益可调放大器由运算放大器、电位器、电阻组成，运放的同相输入 端分别通过电阻接地与接增益可调放大器的输入端，运放的反相输入端分别通过电阻接运 放的输出端与接增益可调放大器的输入端，电位器的两个固定端分别通过电阻接地与接增 益可调放大器的输入端，电位器的滑动端接运放的反相输入端，运放的输出端接为增益可 调放大器的输出端。温度补偿器通过不同热敏特性的器件与不同处理电路的配合实现多样的温度补 偿特性，通过双极性增益可调放大器及电位器的调节实现补偿幅度比例的正负极性与大小的调节，满足多种测控电路或装置校正的需要。本实用新型比例温偏函数发生器及其温度补偿器采用电阻、热敏电阻与半导体器 件组成，具有结构简单、参数整定方便，通用性强、成本低廉等特点，在自动控制与测量等领 域有较高的实用价值。
图la、lb温度变化导致的输入输出电压关系变化示意图。图2a、2b、2c直馈型、反馈型、综合型比例温偏函数发生器电路原理图。图3比例温偏函数发生器温度特性曲线。图4温度补偿器原理框图。图5组成温度补偿器的零位温偏调整器与倍率温偏调整器原理框图。图6零位调合电路的电路原理图。图7偏移修正电路特性曲线。图8a由比例温偏函数发生器组成的可调零位温偏发生器原理框图；图8b由电压温偏函数发生器组成的可调零位温偏发生器原理框图。图9a、9b、9c直馈型、反馈型、综合型电压温偏函数发生器电路原理图。图10可调零位温偏发生器的温度特性曲线。图11统调型倍率调合电路的电路原理图。图12统调型倍率调合电路调节特性曲线。图13分调型倍率调合电路的电路原理图。图14分调型倍率调合电路调节特性曲线。图15可调倍率温偏发生器的原理框图。图16可调倍率温偏发生器调节特性曲线。图17a、17b、17c电压型、简约型、电流型双极性增益可调放大器原理图。图18温度补偿器输入信号曲线。图19a经温度补偿器零位修正后的信号曲线；图19b经温度补偿器零位修正、零位温度调整后的信号曲线；图19c经温度补偿器零位温度补偿、倍率修正后的信号曲线；图19d经温度补偿器零位温度补偿、倍率修正、倍率温度调整后的信号曲线。图20a、20b温度补偿器电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述。实施例如图2a、图2b、图2c所示直馈型、反馈型、综合型三种形式的比例温偏函数发生 器，有一个电压输入端Ui、一个电压输出端UO比例温偏函数发生器由运算放大器A1、电阻 R10 R13、电位器Rip组成，运放A1的同相输入端接电位器Rip的滑动端，电位器Rip的 二个固定端分别通过电阻R10接地、通过电阻R11接比例温偏函数发生器的输入端，运放A1 的反相输入端分别通过电阻R12接运放A1的输出端、通过电阻R13接比例温偏函数发生器的输入端，运放A1的输出端接为比例温偏函数发生器的输出端；所述的直馈型比例温偏函 数发生器的电阻R13采用热敏电阻，反馈型比例温偏函数发生器的电阻R12采用热敏电阻、 综合型比例温偏函数发生器的电阻R12与R13采用温度特性不同的热敏电阻。比例温偏函数发生器采用不同热敏特性的器件与不同处理电路的配合可以得到 不同的温度函数特性，比例温偏函数发生器温度特性曲线如图3所示。如图4所示的采用比例温偏函数发生器的温度补偿器，有一个电压输入端wi、一 个电压输出端wo，温度补偿器由零位温偏调整器与倍率温偏调整器组成，零位温偏调整器 有一个电压输入端xi、一个电压输出端xo，倍率温偏调整器有一个电压输入端yi、一个电 压输出端yo，零位温偏调整器的输入端xi接为温度补偿器的输入端wi，零位温偏调整器的 输出端xo接倍率温偏调整器的输入端yi，倍率温偏调整器的输出端yo接为温度补偿器的 输出端wo ；零位温偏调整器(如图5所示)由零位调合电路与可调零位温偏发生器组成，零 位调合电路有二个电压输入端al i与a2i、一个电压输出端ao，可调零位温偏发生器有一个 电压输出端bo，零位调合电路的输入端ali接为零位温偏调整器的输入端xi，零位调合电 路的输入端a2i接可调零位温偏发生器的输出端bo，零位调合电路的输出端ao接为零位温 偏调整器的输出端xo;倍率温偏调整器(如图5所示)由倍率调合电路与可调倍率温偏发生器组成，倍 率调合电路有二个电压输入端cli与c2i、一个电压输出端co，可调倍率温偏发生器有一个 电压输入端di、一个电压输出端do，倍率调合电路的输入端cli与可调倍率温偏发生器的 输入端di连接并接为倍率温偏调整器的输入端yi，倍率调合电路的输入端c2i接可调倍率 温偏发生器的输出端do，倍率调合电路的输出端co接为倍率温偏调整器的输出端yo。如图6所示的零位调合电路由偏移修正电路与加权合成电路组成，偏移修正电路 有一个电压输入端Ui、一个电压输出端U0，加权合成电路有二个电压输入端u 1 i与u2i、一 个电压输出端uo，偏移修正电路的输入端ui接为零位调合电路的一个输入端ali，偏移修 正电路的输出端uo接加权合成电路的一个输入端uli，加权合成电路的另一个输入端u2i 接为零位调合电路的另一个输入端a2i，加权合成电路的输出端uo接为零位调合电路的输 出端ao ；偏移修正电路由运算放大器Al 1、电阻R110 R113、电位器R1 lp组成，运放Al 1的 同相输入端通过电阻R110接地，运放All的反相输入端分别通过电阻R111接运放All的 输出端、通过电阻R112接偏移修正电路的输入端、通过电阻R113接电位器Rllp的滑动端， 电位器Rllp的二个固定端分别接电源+Vp与-Vp ；加权合成电路采用含有运算放大器A12的双输入单输出的运放加法器电路。偏移修正电路采用电位器产生一个大小可以正负调节的电压，与被处理的信号电 压叠加，以实现标准温度下零位偏移的归零，偏移修正电路特性曲线如图7所示。可调零位温偏发生器按结构原理的不同有二种方式。第一种方式如图8a所示，可调零位温偏发生器由比例温偏函数发生器、电阻 R200与R201、电位器R20p组成，比例温偏函数发生器的输入端接电位器R20p的滑动端，电 位器R20p的二个固定端分别通过电阻R200接电源-Vp、通过电阻R201接电源+Vp，比例温 偏函数发生器的输出端接为可调零位温偏发生器的输出端bo。[0074]第二种方式如图8b所示，可调零位温偏发生器由电压温偏函数发生器、双极性 增益可调放大器、电阻R200与R201组成，电压温偏函数发生器有一个电压输入ui、一个电 压输出端uo，电压温偏函数发生器的输入端分别通过电阻R200接电源-Vp、通过电阻R201 接电源+Vp，电压温偏函数发生器的输出端接双极性增益可调放大器的输入端，双极性增益 可调放大器的输出端接为可调零位温偏发生器的输出端bo。如图9a、图9b、图9c所示直馈型、反馈型、综合型三种形式的电压温偏函数发生 器，采用与比例温偏函数发生器同样的结构形式，并将相应的热敏电阻换成稳压二极管， 即直馈型电压温偏函数发生器为将直馈型比例温偏函数发生器的热敏电阻R13换成稳压 管D13，反馈型电压温偏函数发生器为将反馈型比例温偏函数发生器的热敏电阻R12换成 稳压管D12，综合型电压温偏函数发生器为将综合型比例温偏函数发生器的热敏电阻R12 与R13分别换成稳压管D12与D13。比例温偏函数发生器的输出电压是输入电压与温度的函数，电位器调节输入电压 的极性与大小，比例温偏函数发生器输出可调的温度函数电压。由于稳压二极管反向击穿 电压或正向通态压降对温度变化较为敏感，电压温偏函数发生器的输出电压是温度的函 数，经过双极性增益可调放大器输出极性与大小可调的温度函数电压。由比例温偏函数发 生器或电压温偏函数发生器组成的可调零位温偏发生器的温度特性曲线如图10所示。倍率调合电路按结构原理的不同有统调型、分调型二种方式第一种方式如图11所示，统调型倍率调合电路由比例修正电路与加权合成电路 组成，比例修正电路有一个电压输入端ui、一个电压输出端uo，加权合成电路有二个电压 输入端uli与u2i、一个电压输出端uo，比例修正电路的输入端ui接为倍率调合电路的一 个输入端cli，比例修正电路的输出端uo接加权合成电路的一个输入端uli，加权合成电路 的另一个输入端u2i接为倍率调合电路的另一个输入端c2i，加权合成电路的输出端uo接 为倍率调合电路的输出端co;比例修正电路由运算放大器A31、电阻R310 R312、电位器R31p组成，运放A31 的同相输入端通过电阻R310接地，运放A31的反相输入端接电位器R31p的滑动端，电位器 R31p的二个固定端分别通过电阻R311接运放A31的输出端、通过电阻R312接比例修正电 路的输入端；加权合成电路采用含有运算放大器A32的双输入单输出的运放加法器电路。比例修正电路采用电位器来调节放大电路放大倍数的大小，以实现在标准温度下 倍率大小达到所需要求，即倍率偏移的归零，统调型倍率调合电路调节特性曲线如图12 所示。第二种方式如图13所示，分调型倍率调合电路由运算放大器A31与A32、二极管 D311与D312、电阻R310 R313和R320 R324、电位器R301p与R302p组成，运放A31的 同相输入端通过电阻R310接地，运放A31的反相输入端分别通过电阻R313接倍率调合电 路的一个输入端cli、通过电阻R311与R312各接电位器R301p与R302p的一个固定端，电 位器R301p与R302p的滑动端分别通过二极管D311与D312接运放A31的输出端，电位器 R301p与R302p的另一个固定端分别通过电阻R321与R322接运放A32的反相输入端，同时 运放A32的反相输入端分别通过电阻R323接运放A32的输出端、通过电阻R324接倍率调 合电路的另一个输入端c2i，运放A32的同相输入端通过电阻R320接地，运放A32的输出端接为倍率调合电路的输出端co。分调型倍率调合电路的放大倍数通过二极管正负分离、通过电位正负独立调节， 正负不同倍率也可以实现在标准温度下正负倍率大小达到一致的要求，即倍率偏移正负 分别归零，分调型倍率调合电路调节特性曲线如图14所示。如图15所示的可调倍率温偏发生器由比例温偏函数发生器与双极性增益可调放 大器组成，比例温偏函数发生器的输入端接为可调倍率温偏发生器的输入端di，比例温偏 函数发生器的输出端接双极性增益可调放大器的输入端，双极性增益可调放大器的输出端 接为可调倍率温偏发生器的输出端do。可调倍率温偏发生器通过比例温偏函数发生器产生一个比例的温度函数、通过双 极性增益可调放大器实现大小与极性的调节，可调倍率温偏发生器调节特性曲线如图16 所示。所述的双极性增益可调放大器，有一个电压输入端ui与一个电压输出端uo，根据 结构形式的不同有电压型增益可调放大器、简易型增益可调放大器、电流型增益可调放大 器三种形式；如图17a所示的电压型增益可调放大器由运算放大器A2、电位器R2p、电阻R21 R25组成，运放A2的同相输入端通过电阻R21接电位器R2p的滑动端，电位器R2p的两个固 定端分别接地与接增益可调放大器的输入端ui，运放A2的反相输入端分别通过电阻R22与 R23接运放A2的输出端与接增益可调放大器的输入端ui、同时分别通过电阻R24与R25接 地与接增益可调放大器的输入端ui，运放A2的输出端接为增益可调放大器的输出端uo，运 放A2的电源接为增益可调放大器的电源，并采用正负双电源；所述的电阻R22与R23阻值 相等，电阻R24与R25阻值相等，电压型增益可调放大器的电压增益双极性正负对称可调。如图17b所示的简约型增益可调放大器由运算放大器A2、电位器R2p、电阻R22与 R23及R24组成，运放A2的同相输入端接电位器R2p的滑动端，电位器R2p的两个固定端分 别接地与接增益可调放大器的输入端ui，运放A2的反相输入端分别通过电阻R22接运放 A2的输出端、通过电阻R23接增益可调放大器的输入端ui、通过电阻R24接地，运放A2的 输出端接为增益可调放大器的输出端uo，运放A2的电源接为增益可调放大器的电源，并采 用正负双电源；所述的电阻R23的阻值与电阻R22和R24的并联阻值相等，简约型增益可调 放大器的电压增益双极性正负对称可调。如图17c所示的电流型增益可调放大器由运算放大器A2、电位器R2p、电阻R20 R25组成，运放A2的同相输入端分别通过电阻R20与R21接地与接增益可调放大器的输入 端ui，运放A2的反相输入端分别通过电阻R22与R23接运放A2的输出端与接增益可调放 大器的输入端ui，电位器R2p的两个固定端分别通过电阻R24与R25接地与接增益可调放 大器的输入端ui，电位器R2p的滑动端接运放A2的反相输入端，运放A2的输出端接为增益 可调放大器的输出端uo，运放A2的电源接为增益可调放大器的电源，并采用正负双电源； 所述的电阻R20与R21阻值相等，电阻R22与R23阻值相等，电阻R24与R25阻值相等，电 流型增益可调放大器的电压增益双极性正负对称可调。温度补偿器输入信号曲线如图18所示，其中标准温度(通常为摄氏25度)对应 的曲线偏离了原点，温度变化时曲线的零位与斜率均产生变化。在标准温度时调节电位器 R21p使可调零位温偏发生器的电压温偏函数发生器或比例温偏函数发生器的输出电压为零、调节R41p使可调倍率温偏发生器的比例温偏函数发生器的输出电压为零；同时调节电 位器Rllp使对应曲线通过原点，经温度补偿器零位修正后的信号曲线如图19a所示，调节 电位器R31p (或R301p、R302p)使对应曲线的斜率达到要求，经倍率修正后的信号曲线图 19c所示；温度变化时，调节电位器R20p或R22p使相应的曲线通过原点，经零位温度补偿 调整后的信号曲线如图1%所示，同时调节电位器R42p使相应曲线的斜率回归到标准温 度时的值，经温度补偿器零位温度补偿、倍率修正、倍率温度调整后的信号曲线如图19d所
示 o温度补偿器中运放的电源+Pv与-Pv为普通的正负双电源，而信号基准电源+Vp 与_Vp为精度较高的正负双电源，简单应用时这二组电源也可以合并为一组正负双电源。温度补偿器电路原理图如图20a、图20b所示。
权利要求一种比例温偏函数发生器，根据结构的不同有直馈型、反馈型、综合型三种形式，比例温偏函数发生器有一个电压输入端ui、一个电压输出端uo；其特征在于比例温偏函数发生器由运算放大器A1、电阻R10～R13、电位器R1p组成，运放A1的同相输入端接电位器R1p的滑动端，电位器R1p的二个固定端分别通过电阻R10接地、通过电阻R11接比例温偏函数发生器的输入端，运放A1的反相输入端分别通过电阻R12接运放A1的输出端、通过电阻R13接比例温偏函数发生器的输入端，运放A1的输出端接为比例温偏函数发生器的输出端；所述的直馈型比例温偏函数发生器的电阻R13采用热敏电阻，反馈型比例温偏函数发生器的电阻R12采用热敏电阻、综合型比例温偏函数发生器的电阻R12与R13采用温度特性不同的热敏电阻。
2.一种采用权利要求1所述比例温偏函数发生器的温度补偿器，有一个电压输入端 wi、一个电压输出端wo，其特征在于温度补偿器由零位温偏调整器与倍率温偏调整器组 成，零位温偏调整器有一个电压输入端xi、一个电压输出端xo，倍率温偏调整器有一个电 压输入端yi、一个电压输出端yo，零位温偏调整器的输入端xi接为温度补偿器的输入端 wi，零位温偏调整器的输出端xo接倍率温偏调整器的输入端yi，倍率温偏调整器的输出端 yo接为温度补偿器的输出端wo ；零位温偏调整器由零位调合电路与可调零位温偏发生器组成，零位调合电路有二个电 压输入端ali与a2i、一个电压输出端ao，可调零位温偏发生器有一个电压输出端bo，零位 调合电路的输入端ali接为零位温偏调整器的输入端xi，零位调合电路的输入端a2i接可 调零位温偏发生器的输出端bo，零位调合电路的输出端ao接为零位温偏调整器的输出端X0 ；倍率温偏调整器由倍率调合电路与可调倍率温偏发生器组成，倍率调合电路有二个电 压输入端cli与C2i、一个电压输出端C0，可调倍率温偏发生器有一个电压输入端di、一个 电压输出端do，倍率调合电路的输入端cli与可调倍率温偏发生器的输入端di连接并接为 倍率温偏调整器的输入端yi，倍率调合电路的输入端c2i接可调倍率温偏发生器的输出端 do，倍率调合电路的输出端co接为倍率温偏调整器的输出端yo。
3.按权利要求2所述的温度补偿器，其特征在于所述的零位调合电路由偏移修正电 路与加权合成电路组成，偏移修正电路有一个电压输入端ui、一个电压输出端U0，加权合 成电路有二个电压输入端Uli与u2i、一个电压输出端U0，偏移修正电路的输入端ui接为 零位调合电路的一个输入端ali，偏移修正电路的输出端uo接加权合成电路的一个输入端 uli，加权合成电路的另一个输入端u2i接为零位调合电路的另一个输入端a2i，加权合成 电路的输出端uo接为零位调合电路的输出端ao ；偏移修正电路由运算放大器All、电阻R110 R113、电位器Rllp组成，运放All的同 相输入端通过电阻R110接地，运放All的反相输入端分别通过电阻R111接运放All的输 出端、通过电阻R112接偏移修正电路的输入端、通过电阻R113接电位器Rllp的滑动端，电 位器Rllp的二个固定端分别接电源+Vp与-Vp ；加权合成电路采用含有运算放大器A12的双输入单输出的运放加法器电路。
4.按权利要求2所述的温度补偿器，其特征在于所述的可调零位温偏发生器由权利 要求1所述的比例温偏函数发生器、电阻R200与R201、电位器R20p组成，比例温偏函数发 生器的输入端接电位器R20p的滑动端，电位器R20p的二个固定端分别通过电阻R200接电源-Vp、通过电阻R201接电源+Vp，比例温偏函数发生器的输出端接为可调零位温偏发生器 的输出端bo。
5.按权利要求2所述的温度补偿器，其特征在于所述的可调零位温偏发生器由电压 温偏函数发生器、双极性增益可调放大器、电阻R200与R201组成，电压温偏函数发生器有 一个电压输入ui、一个电压输出端uo，电压温偏函数发生器的输入端分别通过电阻R200接 电源-Vp、通过电阻R201接电源+Vp，电压温偏函数发生器的输出端接双极性增益可调放大 器的输入端，双极性增益可调放大器的输出端接为可调零位温偏发生器的输出端bo。
6.按权利要求2所述的温度补偿器，其特征在于所述的倍率调合电路采用统调型结 构，即统调型倍率调合电路，由比例修正电路与加权合成电路组成，比例修正电路有一个 电压输入端Ui、一个电压输出端U0，加权合成电路有二个电压输入端uli与u2i、一个电压 输出端uo，比例修正电路的输入端ui接为倍率调合电路的一个输入端cli，比例修正电路 的输出端uo接加权合成电路的一个输入端uli，加权合成电路的另一个输入端u2i接为 倍率调合电路的另一个输入端c2i，加权合成电路的输出端uo接为倍率调合电路的输出端CO ；比例修正电路由运算放大器A31、电阻R310 R312、电位器R3lp组成，运放A31的同 相输入端通过电阻R310接地，运放A31的反相输入端接电位器R31p的滑动端，电位器R31p 的二个固定端分别通过电阻R311接运放A31的输出端、通过电阻R312接比例修正电路的 输入端；加权合成电路采用含有运算放大器A32的双输入单输出的运放加法器电路。
7.按权利要求2所述的温度补偿器，其特征在于所述的倍率调合电路采用分调型结 构，即分调型倍率调合电路，由运算放大器A31与A32、二极管D311与D312、电阻R310 R313和R320 R324、电位器R301p与R302p组成，运放A31的同相输入端通过电阻R310 接地，运放A31的反相输入端分别通过电阻R313接倍率调合电路的一个输入端cli、通过 电阻R311与R312各接电位器R301p与R302p的一个固定端，电位器R301p与R302p的滑 动端分别通过二极管D311与D312接运放A31的输出端，电位器R301p与R302p的另一个 固定端分别通过电阻R321与R322接运放A32的反相输入端，同时运放A32的反相输入端 分别通过电阻R323接运放A32的输出端、通过电阻R324接倍率调合电路的另一个输入端 c2i，运放A32的同相输入端通过电阻R320接地，运放A32的输出端接为倍率调合电路的输 出端CO。
8.按权利要求2所述的温度补偿器，其特征在于所述的可调倍率温偏发生器由权利 要求1所述的比例温偏函数发生器与双极性增益可调放大器组成，比例温偏函数发生器的 输入端接为可调倍率温偏发生器的输入端di，比例温偏函数发生器的输出端接双极性增益 可调放大器的输入端，双极性增益可调放大器的输出端接为可调倍率温偏发生器的输出端do。
9.按权利要求5所述温度补偿器的可调零位温偏发生器，所述的电压温偏函数发生器 根据结构的不同有直馈型、反馈型、综合型三种形式，其特征在于电压温偏函数发生器采 用与比例温偏函数发生器同样的结构形式，并将相应的热敏电阻换成稳压二极管，即直馈 型电压温偏函数发生器为将直馈型比例温偏函数发生器的热敏电阻R13换成稳压管D13， 反馈型电压温偏函数发生器为将反馈型比例温偏函数发生器的热敏电阻R12换成稳压管D12，综合型电压温偏函数发生器为将综合型比例温偏函数发生器的热敏电阻R12与R13分 别换成稳压管D12与D13。
10.按权利要求5或8所述的温度补偿器，其特征在于所述的双极性增益可调放大 器，有一个电压输入端ui与一个电压输出端UO，根据结构形式的不同有电压型增益可调放 大器、简易型增益可调放大器、电流型增益可调放大器三种形式；所述的电压型增益可调放大器由运算放大器A2、电位器R2p、电阻R21 R25组成，运 放A2的同相输入端通过电阻R21接电位器R2p的滑动端，电位器R2p的两个固定端分别接 地与接增益可调放大器的输入端ui，运放A2的反相输入端分别通过电阻R22与R23接运 放A2的输出端与接增益可调放大器的输入端ui、同时分别通过电阻R24与R25接地与接增 益可调放大器的输入端ui，运放A2的输出端接为增益可调放大器的输出端uo，所述的电阻 R22与R23阻值相等，电阻R24与R25阻值相等；所述的简约型增益可调放大器由运算放大器A2、电位器R2p、电阻R22与R23及R24组 成，运放A2的同相输入端接电位器R2p的滑动端，电位器R2p的两个固定端分别接地与接 增益可调放大器的输入端ui，运放A2的反相输入端分别通过电阻R22接运放A2的输出端、 通过电阻R23接增益可调放大器的输入端ui、通过电阻R24接地，运放A2的输出端接为增 益可调放大器的输出端uo，所述的电阻R23的阻值与电阻R22和R24的并联阻值相等；所述的电流型增益可调放大器由运算放大器A2、电位器R2p、电阻R20 R25组成，运 放A2的同相输入端分别通过电阻R20与R21接地与接增益可调放大器的输入端ui，运放 A2的反相输入端分别通过电阻R22与R23接运放A2的输出端与接增益可调放大器的输入 端ui，电位器R2p的两个固定端分别通过电阻R24与R25接地与接增益可调放大器的输入 端ui，电位器R2p的滑动端接运放A2的反相输入端，运放A2的输出端接为增益可调放大器 的输出端uo，所述的电阻R20与R21阻值相等，电阻R22与R23阻值相等，电阻R24与R25 阻值相等。
专利摘要本实用新型涉及比例温偏函数发生器及其温度补偿器，属于信号变换、自动控制与测量技术领域。比例温偏函数发生器由运算放大器、电阻、电位器组成，温度补偿器由零位温偏调整器与倍率温偏调整器组成，零位温偏调整器由零位调合电路与可调零位温偏发生器组成，倍率温偏调整器由倍率调合电路与可调倍率温偏发生器组成。温度补偿器通过不同热敏特性的器件与不同处理电路的配合实现多样的温度补偿特性，通过双极性增益可调放大器及电位器的调节实现补偿幅度比例的极性与大小的调节，可以满足多种测控电路或装置校正的需要。比例温偏函数发生器及其温度补偿器具有结构简单、参数整定方便，通用性强、成本低廉等特点，在自动控制与测量等领域有较高的实用价值。
文档编号G06G7/26GK201583956SQ20092021022
公开日2010年9月15日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者于燕萍, 司霞, 夏根明, 张金龙, 朱明 申请人:上海大学