专利名称：数字智能温度变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热偶温度变送器，属于电子测量仪器领域。
模拟式热偶温度变送器应用已久，由于其器件水平的限制，使得整机的零点稳定性差、非线性补偿麻烦、精度低，且一台整机只有一个输出回路，没有温度显示。
鉴于上述，本实用新型将提供一种数字式温度变送器，它可用数学方法解决非线性补偿和零点自动校正，一台整机有两路温度输入和输出，相当于两台模拟式仪表，而且有温度数字显示。
为实现该目的，本实用新型采用下述技术方案一种数字智能温度变送器包括机箱和微机电路，其特征在于它还包括冷端补偿器、多路切换器、放大采样保持、模数转换、控制、两路数模转换和电压电流变换诸电路，其中所述微机电路通过并行接口接有显示器和键盘；所述冷端补偿器为一运算放大器，其一个输入端接两个热偶输出信号，另一个输入端接地，其输出接所述多路切换器的信号输入端；所述多路切换器的输出经所述放大采样保持电路接所述模数转换器的输入，所述模数转换器的数据输出口接所述微机电路的数据总线，所述数模转换器的数据输入口接所述微机电路的数据总线，所述数模转换器的输出口接所述电压电流变换电路的输入，所述控制电路的输入接所述微机电路的输出，所述控制电路的输出接所述多路切换器的通道选择端。
两路热偶温度信号经控制电路选择后，与冷端温度补偿信号一起经多路切换器、放大采样保持电路送入模数转换器，转换的结果由微机处理后送显示器，并经数模转换器转换成模拟量后再由电压电流变换电路输出电流信号。
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
图1是本实用新型的电路组成框图；图2是本实用新型的电路原理图。
本实用新型包括机箱和电路。请参阅图1，本实用新型的电路由冷端补偿器、多路切换器、放大采样保持电路、模数转换器、微机电路、控制电路、两路数模转换器和电压电流变换电路组成。其中微机电路通过并行接口接有显示器和键盘；冷端补偿器的输出接多路切换器的信号输入端；多路切换器的输出经放大采样保持电路接模数转换器的输入，模数转换器的数据输出口接微机电路的数据总线，数模转换器的数据输入口接微机电路的数据总线，数模转换器的输出口接电压电流变换电路的输入，控制电路的输入接微机电路的输出，控制电路的输出接多路切换器的通道选择端。
请参见图2，多路切换器U1采用AD7502；放大采样保持电路由依次串接的AD524放大器U2、LM308放大器U3、AD582采样保持器U4构成；模数转换器U5采用AD574A；微机电路由8031微处理器U7、27C64只读存储器U10、6116随机存储器U11、LS373地址锁存器U12、LS138地址译码器U13、8155并行接口U27、显示器DISP、键盘KEY按常规接法构成；7402或非门U16和LS75锁存器U6构成选择多路切换器U1的输入通道的控制电路；数模转换器U8和U9采用0832，LF356运算放大器U25、uA741运算放大器U24和两级驱动三极管U23、U22依次串接构成电压电流变换电路，数模转换器U9、LF356运算放大器U18、uA741运算放大器U19、两级驱动三极管U20、U21构成第二路数模转换器和电压电流变换电路；uA741运算放大器U29构成冷端补偿器。
在图2中AD581热偶U26和AD590热偶U28的输出并接后接冷端补偿器中运算放大器U29的反相输入端，其同相输入端接地，其输出接多路切换器U1的S4和S5输入端。多路切换器U1的输入端S端口接两路热偶温度信号INPUT，其输出从4和12脚送入放大器U2。放大器U2的输出9脚接放大器U3的3脚。放大器U3的输出6脚接采样保持器U4的1脚。采样保持器U4的输出接模数转换器U5的13脚。模数转换器U5的数据输出口DB0～DB11接微机电路的数据总线，微处理器U7的PSEN、RD经LS08与门U14相与后，一路经LS00与非门U15接模数转换器U5的R/C脚，另一路和WR信号经与非门U15后接模数转换器U5的CE脚，微处理器U7的P13脚接模数转换器U5的A0脚，模数转换器U5的STATUS脚接LS125三态门U17的输入端，该三态门的输出接数据线D7。在每一路数模转换输出中，数模转换器U8(或U9)的数据口DI0～DI7接微机电路的数据总线，2脚接微处理器U7的WR脚，11、12脚接电压电流变换电路中运算放大器U25(或U18)的输入脚2和3。地址译码器U13的输出脚中7脚接并行接口U27的CE脚，9～15脚分别接模数转换器U5的CS脚、随机存储器U11的CE脚、数模转换器U9的1脚、数模转换器U8的1脚、三态门U17的控制端、或非门U16的输入、只读存储器U10的CE脚。微处理器U7的WR信号和地址译码器U13的14脚输出经或非门U16后接锁存器U6的4脚，锁存器U6的数据口D0～D2接微机电路的数据总线，锁存器U6的输出端Q0～Q2分别接多路切换器U1的16、1和3脚。
下面叙述工作原理只读存储器U10中固化了用于运算处理和控制的管理应用软件，并存储了用曲线拟合的方式建立的热电偶温度-热电势曲线数学模型。两路热偶的温度信号经锁存器U6选择其一后，和冷端补偿器送出的温度补偿信号一起进入多路切换器U1，再经放大器U2和放大器U3放大后送入采样保持器U4中保持，采样保持器U4输出的模拟量信号经模数转换器U5转换为十二位数字信号，此数字量数据由微处理器U7进行运算和处理后，一方面分别经两路数模转换器U8和U9转换成两路模拟量，再由电压电流变换电路输出两路4～20mA电流信号，另一方面经并行接口U27送显示器DISP，由显示器DISP显示数字量的温度测量值。键盘KEY用于输入通道的切换和仪器面板操作。
本实用新型具有下列优点1.由于采用微机电路，故可直观地显示数字量的测量值，可采用曲线拟合方法，提高非线性补偿精度；2.可同时完成两路温度信号的变送；3.采用冷端温度补偿，克服了模拟式仪器零点不稳定的缺点。
权利要求1.一种数字智能温度变送器包括机箱和微机电路，其特征在于它还包括冷端补偿器、多路切换器、放大采样保持、模数转换、控制、两路数模转换和电压电流变换诸电路，其中所述微机电路通过并行接口接有显示器和键盘；所述冷端补偿器为一运算放大器，其一个输入端接两个热偶输出信号，另一个输入端接地，其输出接所述多路切换器的信号输入端；所述多路切换器的输出经所述放大采样保持电路接所述模数转换器的输入，所述模数转换器的数据输出口接所述微机电路的数据总线，所述数模转换器的数据输入口接所述微机电路的数据总线，所述数模转换器的输出口接所述电压电流变换电路的输入，所述控制电路的输入接所述微机电路的输出，所述控制电路的输出接所述多路切换器的通道选择端。
2.如权利要求1所述的数字智能温度变送器，其特征在于所述控制电路是锁存器，其控制输入端接所述微机电路的写信号和地址译码信号，其数据输入端接所述微机电路的数据总线，其数据输出端接所述多路切换器的通道选择端。
专利摘要本仪器包括微机电路、冷端补偿器、多路切换器、放大采样保持、A/D数模转换器、控制、两路D/A模数转换器和V1电压电流变换电路。冷端补偿器和热偶温度信号经多路切换器后再经放大采样保持电路接A/D，A/D的输出和D/A的数据输入均接微机的数据总线，D/A的输出接电压电流变换电路的输入，控制电路的输入接微机输出，控制电路的输出接多路切换器的通道选择端。其非线性补偿精度高，有温度数字显示，可进行两路温度变换。
文档编号G01K7/13GK2237844SQ9522930
公开日1996年10月16日 申请日期1995年12月27日 优先权日1995年12月27日
发明者高淑贞, 韩伟, 李学智 申请人:北京自动化技术研究院