工作原理

　　该数显温控仪由数显电压表头、电阻电压转换电路、电源电路三部分组成。

　　数显电压表头如图1所示，它由大规模数字集成电路模数转换块A/D7107配合4只数码管组成，其数显精度和速度都是比较高的。当千位数码管显示“1”而其余4位数码管全无显示时，表示该电压表头输人信号已超过量程上限;反之，当显示“-1”时，表示输人信号已超过量程下限。电源+5V通过R7向共阳数码管供电，改变R7可改变LED的显示亮度。4位数码管( LED)并排装在一块印制板上，其余元器件装在另一块板上。LED和IC1之间的对应连接用细线或线排一一焊上，最好再用704胶固定。

图1

　　C1为外接积分电容，R1为外接积分缓冲电阻，C2为自动调零电容，C4为基准电容，C5、R6为内时钟外接电容电阻。IC1的31脚为外信号输人端，30脚为输人基准信号零点，36脚为输入基准信号量程。当基准输人信号调到0V~2V(一般情况下都是将其调为0V~2V) ,外信号输人也为0V~ 2V时，LED对应显示0~1999，相当于1mV对应显示一个数字。
 

　　电阻电压转换电路如图2所示。

图2

　　RT将温度的变化转换成电压信号的变化。RT选用工业用标准热敏电阻Pt100，其温度与阻值之间的关系见表1。从表中可知，温度与阻值之间并不呈线性关系。由于转换电路设计得较讲究，所以前面提到的±10℃误差主要是由其非线性误差引起的，电路误差几乎为零。

表１　　　阻值与温度的关系

　　转换电路由四运放LM324中的两个运放（IC2-1,IC2-2)及VD1 , R8, R9, RT组成。+5V电源通过限流电阻R8及VD1的稳压给IC2-1提供0.275V的基准电压源( VD1为普通二极管，可选用2AP系列中的一种，其正向压降为0.3V左右)。热敏电阻Pt100充当运放的负反馈电阻，其阻值的变化通过IC2-2转换成约1V~1.9V的电压信号。为了提高带负载能力又加了一级缓冲放大IC2-2，用以消除切换开关放在不同挡位引起的测量误差。

　　 比较电路由IC2-3构成，切换开关SA置1挡，仪表显示测量值，置2挡显示设定值。当测量值低于设定值时，运放8脚输出4Y左右的高电平，再通过f#i i使继电器K吸合，反之则释放。VD2为放电二极管，用来消除K释放时产生的感生电动势。当需要控制的负载电流较大时，可加接交流接触器。

　　电源电路如图3所示，考虑到+5V电源还要供给共阳数码管显示，所以C6的容量要比C7大，保证正负电源电压平衡。

图3

元器件选择与调试

　　图1中的电容要选择高精度、漏电流小的电容，如CBB(聚丙烯)电容。图2中的电阻R11最好选用精密电阻以提高转换精度。继电器K选用6V左右微功耗的继电器。如JRX-3F，其功耗约60mW，它完全可以用运放直接驱动。其余元器件的选择无特殊要求。

　　仪器由于采用两线制，线路电阻的补偿未加考虑。如果温度测量点和仪表之间的距离较远，必须将线路电阻和热敏电阻叠加起来作为热敏电阻的阻值进行校验。找一多圈电位器，将阻值调到80.31Ω,(最好用4位半数字万用表测量，如果有标准电阻箱更好)，再将它接到运放1, 2两端，调}i使表显示-50为止，然后调电位器使其阻值为175.84Ω，调RP2使表显示为200为止。这样反复调整几次使误差最小即可。