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怎样将温度计添加到数字万用表

elecfans ·2020-09-01 00:00·电子工程世界
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数字数字 万用表是一种非常有用的仪器,将多个测量功能组合在一起。典型的万用表具有可变量程欧姆表,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,我将讨论将温度计功能添加到常规数字万用表中的技术。该技术非常简单,它使用一个温度传感器以及两个电阻和一个DPDT滑动开关。

将温度计添加到数字万用表

万用表以摄氏度为单位显示周围温度

理论

在上一篇文章(用万用表测试模拟温度传感器)中,我描述了一种使用万用表测试LM34,LM35,MCP9701,TMP35等模拟温度传感器的方法。这些传感器提供与温度成线性比例的模拟输出电压,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正常工作。现在,我们将在数字万用表中嵌入一个这样的传感器,并使用电表的电压表功能在LCD上显示温度。传感器将从万用表电路本身获取电源。尽管这听起来很简单,但要使其正常工作,必须解决的问题很少。


让我们看看下图所示的设置。此处,LM35传感器由外部9V电池电源供电,并且其输出是通过将数字万用表设置为电压表来测量的。 LM35输出与摄氏温度成线性比例,比例系数为+ 10mV/°C,这意味着如果温度为24.5°C,则万用表将传感器输出测量为245 mV。现在的问题是,如果将LM35传感器放置在万用表内部并由为万用表供电的同一电池(通常为9V或12V)供电,万用表的输出会相同吗?其实不是。让我们看看为什么。

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,该芯片是具有内置3 1/2位LCD显示驱动器的低功耗A/D转换器。电源引脚V +和V-之间可以施加的最大电压为+ 15V。但是,通常认为基于该芯片的万用表由9V PP3或12V A23电池供电。现在,如果LM35传感器使用相同的电池为自身供电,则它将使用电池的负极端子作为参考点(接地)以生成与温度成比例的输出电压。但是,ICL7106 A/D转换器不参考电池的负极端子来测量输入电压。取而代之的是,它使用单独的参考电压(称为公共端子或COM点),该参考电压从电源电压得出,并设置在V +和V-之间。万用表有两条引线:红色和黑色。黑线连接到COM端子(这是参考点),红线连接到万用表电路的IN +端子。在将IN +处的电压馈送到ICL7106 A/D转换器的输入之前,它会通过一个板上电路适当缩放(基于所选范围),然后再将其参考COM电压进行测量。找出COM端子电压的最简单方法是将万用表设置为电压表,然后将IN +端子(红色引线)连接到电池的正极端子,如下所示。

万用表内部的e

COM和IN +端子

万用表将显示此电压3V左右,这意味着COM端子设置为比电池的正电压低3V。我已经使用其他一些数字万用表对此进行了测试,它们都显示COM端子比电池的正极端子低3V。

可能电池正极端子和COM端子之间的差为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,而不是负极端子,会发生什么情况电池。传感器现在将提供参考COM端子的输出,而万用表将能够正确测量传感器的输出。但是,不幸的是,LM35传感器无法在3V下工作。 LM35的建议电源电压范围是4-30V。但是还有其他类似的传感器以3V工作,例如TMP35,它在功能上与LM35传感器兼容,并在2.7 V至5.5 V的单电源电压下工作。它还不需要任何外部校准即可在+ 25°C时提供±1°C的典型精度,并且输出比例因子为10 mV/°C。但是,TMP35只能读取10°C至125°C的温度。


现在,我们已经解决了基准电压问题,并找到了工作在3V电压的温度传感器。接下来需要的是除以十的电路。传感器的输出电压(mV)的因数必须为10,才能获取实际温度(°C)。使用两个串联连接的电阻(1.8K和200?)作为分压器,可以简单地构成十分频电路。跨200的电压?电阻是两者串联组合施加的总电压的1/1o。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接通电源。

2。分压后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的电压,则液晶显示屏上将显示以°C为单位的温度。/p》

电路图

在上面的电路中,当开关断开时,传感器的电源断开,这很重要因为我们不希望传感器一直都从电池中汲取电流,并且万用表的IN +端子与传感器断开连接,以便万用表可以恢复其正常工作。

这是我的TMP35传感器十分频网络。我没有200?电阻,所以我串联了两个100?

传感器和电阻分压器网络

位于万用表内部的电路

我将滑动开关固定在电池盒旁边,如下所示。

DPDT滑动开关

将电路放置在万用表内部后,放回其盖子。旋转万用表旋钮以测量0-200 mV之间的直流电压,然后将滑动开关推至ON位置。传感器上电,其输出连接到万用表的IN +端子。然后仪表将在液晶显示屏上显示温度(°C)。

以°C显示室温

图为将仪表放在冰箱内时的温度。它可能会进一步下降,但由于TMP35只能读取高于10°C的温度,所以我在几分钟后将其取出。

放在冰箱内的仪表

现在,我的万用表具有在LCD上显示环境温度的附加功能。你的呢?

关键字: 温度计 数字万用表 编辑:什么鱼 引用地址: http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic508478.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
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