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探讨将温度计功能添加到常规数字万用表的技术

来源:澳门合法搏彩网作者:发表时间:2018-09-20 08:42:04

     澳门搏彩官方网数字万用表是一种结合多个测量功能于一体的单元中的非常有用的工具。典型的万用表包括可变范围欧姆表,电压表和电流表的功能。其中一些还包括测试二极管和晶体管的功能。在本文中,我们将讨论将温度计功能添加到常规数字万用表的技术。该技术非常简单,使用一个温度传感器以及两个电阻和一个DPDT滑动开关。

 
图:万用表以摄氏度显示周围温度
图:万用表以摄氏度显示周围温度
 
    理论
    之前我们澳门合法搏彩网描述了使用万用表测试模拟温度传感器的方法,如LM34,LM35,MCP9701,TMP35等。这些传感器提供的模拟输出电压与线性成比例。温度,因此,通过用万用表测量输出电压,我们可以验证传感器是否工作。现在我们将在数字万用表中嵌入一个这样的传感器,并使用仪表的电压表功能在LCD上显示温度。传感器将从万用表电路本身获取电源。虽然这听起来很简单,但是为了使其工作,必须要注意的问题很少。
 
    让我们看看下图所示的设置。在这里,LM35传感器由外部9V电池供电,其输出通过数字万用表设置为电压表进行测量。LM35输出与摄氏温度成线性比例,比例因子为+ 10mV /°C,这意味着如果温度为24.5°C,万用表将测量传感器输出为245 mV。现在的问题是,如果将LM35传感器放在万用表内并使用为万用表供电的同一电池(通常为9V或12V)供电,万用表输出是否相同?实际上,事实并非如此。让我们看看为什么。
 
图:LM35输出电压与摄氏温度成正比
图:LM35输出电压与摄氏温度成正比
 
    市场上大多数廉价的数字万用表都是基于ICL7106芯片,这是一款低功耗A / D转换器,内置3 1/2位LCD显示驱动器。可在其电源引脚V +和V-之间施加的最大电压为+ 15V。然而,基于该芯片的万用表通常被看作由9V PP3或12V A23电池供电。现在,如果LM35传感器使用相同的电池供电,那么它将使用电池的负极端子作为参考点(接地)来产生输出电压,该电压与温度成正比。但ICL7106 A / D转换器不参考电池的负极测量输入电压。相反,它使用单独的参考电压(称为公共端子,或COM点),该电压源自电源电压,并设置在V +和V-之间。万用表有两个引线:红色和黑色。黑色引线进入COM端子(参考点),红色引线进入万用表电路的IN +端子。IN +电压通过板载电路适当调整(基于所选范围),然后再送入ICL7106 A / D转换器的输入端,然后参考COM电压对其进行测量。找出COM端子电压的最简单方法是将万用表设置为电压表,并将IN +端子(红色引线)连接到电池的正极端子,如下图所示。然后参考COM电压测量它。
 
图:万用表内的COM和IN +端子
图:万用表内的COM和IN +端子
 
    万用表将显示此电压约3V,这意味着COM端子设置为比电池正电压低3V。我用其他一些数字万用表测试了它们,它们都表明COM端子比电池的正极端子低3V。
 
图: 电池正极和COM端子之间的电位差为3.0 V
图: 电池正极和COM端子之间的电位差为3.0 V
 
    想象一下,如果将温度传感器的接地引脚连接到COM引线而不是电池的负极端子会发生什么。传感器现在将提供参考COM端子的输出,万用表将能够正确测量传感器输出。但不幸的是,LM35传感器不能在3V下工作。LM35的推荐电源电压范围为4-30 V.但还有其他类似的传感器工作电压为3V,例如TMP35,它与LM35传感器功能兼容,工作电压为2.7 V至5.5 V单电源。它也不需要任何外部校准,在+ 25°C时提供±1°C的典型精度,输出比例系数为10 mV /°C。但是,TMP35的读取温度仅为10°C至125°C。
 
    现在我们澳门合法搏彩网已经解决了参考电压问题,并找到了一个工作在3V的温度传感器。接下来需要的是十分电路。传感器的输出电压(mV)为10,必须取出才能得到实际温度(°C)。可以使用串联连接的两个电阻器(1.8K和200Ω)作为分压器简单地构建十分电路。200的电压电阻是在两者的串联组合上施加的总电压的1/1。该设置的完整电路图如下所示。电路中包含一个DPDT滑动开关,用于打开和关闭温度计。当开关打开时,会发生两件事:
    1. TMP35获得电源。
    2.分开的传感器输出连接到电池的IN +端子。
 
    如果将万用表设置为测量0-200 mV范围内的电压,则液晶显示屏上将显示以°C为单位的温度。
 
图:电路原理图
图:电路原理图
 
    在上面的电路中,当开关关闭时,传感器的电源被切断,这很重要,因为我们不希望传感器一直从电池汲取电流,并且万用表的IN +端子与传感器断开连接这样万用表就可以恢复正常运行。
 
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