CN201094101Y - 一种数字电子温度计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字电子温度计，它包括一端是圆锥形的金属套管，在金属套管的圆锥形一端内部设有铂电阻，在金属套管的另一端连接有一个测试盒体，在测试盒体内部设有控制单元板，在测试盒体的表面上设有液晶显示屏，铂电阻、液晶显示屏通过连接线与控制单元板连接。本实用新型的金属管的硬度相比玻璃管大幅提高，使得本实用新型使用时的安全可靠性较高；操作人员在液晶显示屏上就能直接读取温度数据，读数准确、直观方便；本实用新型能确保装置能满足使用电池供电的低耗电要求；金属管与棒式玻璃液体温度计的尺寸相同，且测试盒的体积较小，从而能适用于各种工业上使用玻璃液体温度计的场合；本实用新型结构简单，容易安装和使用。

Description

一种数字电子温度计

技术领域

本实用新型涉及一种温度的测量装置，特别是一种数字电子温度计。

背景技术

温度是一个基本的物理量，它是工业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数，工业产品的质量、产量及能耗等指标都直接与温度参数有关，因而温度测量是现代测试技术中应用频率最高的技术之一。目前广泛使用的玻璃液体温度计，在使用时易碎，安全可靠性较差，且破碎后其内部的液体溢出易污染环境，另外，由于玻璃液体温度计使用刻度表示，使得操作人员读取测量的温度数据非常不便，从而使得误差较大；为了克服这些缺点，人们研制出许多电子类温度计，但它们存在功耗大，体积笨重，不易安装，操作使用较为繁琐等缺陷。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种使用时的安全可靠性较高、读数准确方便、功耗较低、体积较小、容易安装和使用的数字电子温度计，以克服现有技术的不足。

本实用新型是这样构成的：它包括一端是圆锥形的金属套管1，在金属套管1的圆锥形一端内部设有铂电阻Rpt，在金属套管1的另一端连接有一个测试盒体2，在测试盒体2内部设有控制单元板3，在测试盒体2的表面上设有液晶显示屏4，铂电阻Rpt、液晶显示屏4通过连接线5与控制单元板3连接。

上述的数字电子温度计中，在测试盒体2的表面上还设有通过连接线5与控制单元板3连接的操作按键SW1。

前述的数字电子温度计中，在金属套管1的外管壁上套接有一个定位环6。

前述的数字电子温度计中，所述的控制单元板3由温测电路7、单片机U1、液晶显示模块LCD、电池BAT和电源电路8构成；温测电路7的输出与单片机U1的A/D输入口连接，单片机U1的输出与液晶显示模块LCD连接，电池BAT经过电源电路8后分别与温测电路7、单片机U1、液晶显示模块LCD的电源输入端连接。

由于采用上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型是由装有铂电阻的金属管和装有控制单元板和液晶显示屏的测试盒体构成。内部装有铂电阻的金属管的圆锥形的一端可直接插入欲检测温度的介质中，由于金属管的硬度相比玻璃管大幅提高，使得本实用新型使用时的安全可靠性较高；操作人员在液晶显示屏上就能直接读取温度数据，读数准确、直观方便；本实用新型的所有器件都选用低功耗型的器件，电路形式也使用低功耗设计，确保装置能满足使用电池供电的低耗电要求；此外，本实用新型的金属管直径和长度采用与现在广泛使用的棒式玻璃液体温度计相同的尺寸，控制单元板的所有器件的封装都选用微型贴片方式，使得测试盒的体积较小，从而使得其能够适用于各种工业上使用玻璃液体温度计的场合；再就是，本实用新型结构简单，只需要一个操作按键就能控制，使得其容易安装和使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型带有手柄的结构示意图；

图3是本实用新型控制单元板的电路框图；

图4是本实用新型控制单元板的电路原理图；

附图的标记为：1-金属套管，2-测试盒体，3-控制单元板，4-液晶显示屏，5-连接线，6-定位环，7-温测电路，8-电源电路，9-手柄，Rpt-铂电阻，SW1-操作按键，U1-单片机，BAT-电池，LCD-液晶显示模块。

具体实施方式

本实用新型的实施例，它包括现有市售的一根有一端是圆锥形的金属套管1，在金属套管1的圆锥形一端内部安装铂电阻Rpt，在金属套管1的另一端连接一个测试盒体2，在测试盒体2内部安装一个控制单元板3，控制单元板是集成在一块电路板上，在测试盒体2的表面上安装一块液晶显示屏4，将铂电阻Rpt、液晶显示屏4通过连接线5与控制单元板3连接；为了方便控制，在测试盒体2的表面上安装一个通过连接线5与控制单元板3连接的操作按键SW1；为了方便限定金属套管1插入被测温介质的深度，在金属套管1的外管壁上套接一个定位环6。为了能方便金属管1插入被测介质，可将金属管1垂直连接一个手柄9，并将测试盒体2装在手柄9内(如图2所示)。本实用新型的控制单元板3可采用市场上出售的成品进行安装，但最好采用如图3所示的结构进行制作组装，制作时，控制单元板3可由温测电路7、单片机U1(型号为MSP430F2013PW)、液晶显示模块LCD、电池BAT(本实用新型的电池可选用普通1.5V干电池)和电源电路8构成；将温测电路7的输出与单片机U1的A/D输入口连接，将单片机U1的输出与液晶显示模块LCD连接，将电池BAT经过电源电路8后分别与温测电路7、单片机U1、液晶显示模块LCD的电源输入端连接。其电源电路8由开关电路、电池升压电路、低压差稳压电路、负电源转换电路构成；开关电路由三极管Q1、Q2和电阻R1、R2、R3、R6以及操作按键SW1构成，电池BAT的正极与三极管Q1的发射极连接，电池BAT的负极接地，电阻R1连接三极管Q1的发射极和基极之间，三极管Q1的基极经过电阻R2与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极经过电阻R3与单片机U1的一个输入口P1.2连接，电阻R6连接在三极管Q2的基极和发射极之间，操作按键SW1连接在三极管Q2的集电极和发射极之间，三极管Q2的发射极接地；电池升压电路由芯片U9(型号为RT9261B)、二极管D1、电感L1、电容C1构成，芯片U9的LX端经二极管D1与芯片U9的Vout端连接，电感L1串接在三极管Q1的集电极与芯片U9的LX端之间，芯片U9的GND端接地，芯片U9的Vout端与电容C1正极连接，电容C1负极接地；低压差稳压电路由芯片U10(型号为TPS71525)、电容C2、C3构成，芯片U9的Vout端与芯片U10的输入IN端连接，芯片U10的输入IN端经电容C2后接地，芯片U10的输出Vout端经电容C3后接地，芯片U10的GND端接地；负电源转换电路由芯片U8(型号为ICL7660)、电容C4、C5、C6构成，芯片U10的输出Vout端与芯片U8的V+端连接，芯片U8的CAP+端经电容C4与芯片U8的CAP-端连接，芯片U8的输出Vout端经电容C5后接地，芯片U8的V+端经电容C6后接地，芯片U8的GND端接地；电池升压电路可将1.5V电压升压至3V电压并供给芯片U10。低压差稳压电路输出电压为2.5V并为测温电路、单片机电路和液晶显示电路提供工作正电源。负电源转换电路将2.5V正电压转换为-2.5V电压并为测温运放U2、U3提供工作负电源。温测电路7可由参考电压源U11(型号为REF3112)、电阻R8、R9、R10、R11、电位器W1、运算放大器U2(型号为OPA333)、U3(型号为OPA333)和电容C9、C10构成，芯片U10的输出Vout端与参考电压源U11的输入IN端连接，参考电压源U11的输入Vout端与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端经电阻R9和电位器W1后通过电位器W1的滑动端与运算放大器U2的信号输入正极连接，电阻R8的另一端还与运算放大器U2的信号输入负极连接，电位器W1的另一固定端与参考电压源U11的GND端并联后接地，电容C10连接在运算放大器U2输入负极和输出之间，运算放大器U2输出经电阻R10与运算放大器U3的输入负极连接，运算放大器U3的输入正极接地，电阻E11与电容C9并联后连接在运算放大器U3的输入负极和输出之间，运算放大器U2和运算放大器U3的电源输入V+端和电源输入V-端分别与芯片U10的输出Vout端和芯片U8的Vout端连接，运算放大器U3的输出端与单片机U1的A/D输入口P1.4连接。将铂电阻Rpt并联在电容C10两端，与运放U2、参考电压源U11、电阻R8、R9以及电位器W1共同组成-电压转换电路，铂电阻Rpt工作于恒流工作状态，U2将铂电阻Rpt随温度变化的电阻值转换为输出电压；电位器W1用于测量温度起始点的零点调节；C10与铂电阻Rpt组成低通滤波器，以滤去各种高频干扰；U2输出的电压进入由运放U3、电阻R10、R11组成的电压放大器进一步放大以满足后续电路的电平需求；C9与负反馈电阻R11组成低通滤波器，进一步抑制高频干扰。将单片机U1的P1.5、P1.6、P1.7口于液晶显示模块LCD连接，以串行方式将被测温度值送入液晶显示模块LCD，三极管Q1的集电极经电阻R12、R13与液晶显示模块LCD的一端连接，单片机U1的P1.6口与电阻R12和电阻R12的结点连接，液晶显示模块LCD驱动液晶显示屏4并在液晶显示屏4上显示被测温度值。将单片机U1管脚TEST、RST、Vss和与Vcc相连的电阻R5接至插座J3上，构成编程接口，单片机U1的管脚Vcc经电阻R4与单片机U1管脚RST连接，J3与外部的编程器相连就可实现单片机U1的在线编程。

本实用新型使用时，将干电池装在测试盒体2内，按下操作按键SW1，三极管Q1导通，电池BAT供电，整个测温电路进入工作状态。单片机U1工作后，温度检测电路7将铂电阻Rpt随温度变化的电阻转换为电压，再送入单片机U1，经A/D转换为数字量，通过软件编程，经查表、计算等处理，将电压值转换为温度值，最后以串行方式将温度值传送给液晶显示模块LCD，此时操作人员可在液晶显示屏4上读出所测温度数值，并且单片机U1的输出口P1.2送出高电平，输出口P1.2通过R3控制三极管Q2导通，即使操作按键SW1已释放，仍可保持三极管Q1处于导通状态。当预先设定的测温时间结束后，单片机U1的输出口P1.2变为低电平，三极管Q2截止，三极管Q1也相应截止，整个电路的工作因失电而停止。再按下操作按键SW1，又可以开始一个新的循环。

Claims (4)

1.一种数字电子温度计，它包括一端是圆锥形的金属套管(1)，其特征在于，在金属套管(1)的圆锥形一端内部设有铂电阻(Rpt)，在金属套管(1)的另一端连接有一个测试盒体(2)，在测试盒体(2)内部设有控制单元板(3)，在测试盒体(2)的表面上设有液晶显示屏(4)，铂电阻(Rpt)、液晶显示屏(4)通过连接线(5)与控制单元板(3)连接。

2.根据权利要求1所述的数字电子温度计，其特征在于，在测试盒体(2)的表面上还设有通过连接线(5)与控制单元板(3)连接的操作按键(SW1)。

3.根据权利要求1所述的数字电子温度计，其特征在于，在金属套管(1)的外管壁上套接有一个定位环(6)。

4.根据权利要求1所述的数字电子温度计，其特征在于，所述的控制单元板(3)由温测电路(7)、单片机(U1)、液晶显示模块(LCD)、电池(BAT)和电源电路(8)构成；温测电路(7)的输出与单片机(U1)的A/D输入口连接，单片机(U1)的输出与液晶显示模块(LCD)连接，电池(BAT)经过电源电路(8)后分别与温测电路(7)、单片机(U1)、液晶显示模块(LCD)的电源输入端连接。

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