采用ICL7107的小型数字温控表

发布日期:2023-01-14
采用ICL7107的小型数字温控表

电工优优今天要和大家分享的采用ICL7107的小型数字温控表相关信息,接下来我将从采用icl7170设计数字电压表电路由那三部分组成,采用icl7106万用表实物,采用引漳灌邺的方法使得邺城民富兵强这几个方面来介绍。

设计数字电压表pcbppt 任务一 绘制数字电压表原理图 知识1 icl7107

在工业系统和日常生活中温度测量是最常见的非电量测量之一,温度也是主要的被控参数之一。传统的测量方法是:采用各种各样的温度传感器将温度参数转换为电量,再将模拟信号转换为数字信号,再显示。如需控制被测温度,那末还要将反馈信号与设置信号进行比较、运算以控制制冷设备。由于一般温度传感器输出的信号比较小,信号必须放大。加之传感器的非线性,现场的干扰等问题,使得一般温度测量和控制系统线路复杂、体积大、造价高,而且难于实现远距离传输和控制。研制廉价的带有温控功能的大众化的温控表,将具有现实意义。

随着微电子技术的日新月异,从温度传感器、运算放大器到A/D转换器、显示技术都有了长足的进步,各种各样的(线性的、数字的)大规模集成电路和集成温度传感器的出现,使得研制高可靠的小型的数字化的廉价的温控表成为可能。现在把笔者设计的在实际冷库工程中应用的一个温控表介绍给大家。

一、设计思想和指标

1、适应范围大的通用型。调查结果表明:在一般工业系统和日常生活中,温度的测量和控制在-50e~+150e范围内占80%以上另外控制精度?0#5e已能满足一般要求。根据以上的情况,确定温控表的指标为:

2、采用大规模集成电路,以简化电路设计,提高系统工作可靠性、稳定性。

3、低成本、易安装、易调试、易校准,使用简单,方便灵活。

根据以上原则,采用AD590单片集成两端式感温电流源温度传感器和ICL710731/2位A/D转换器。

二、AD590和ICL7107简介及外接元件参数的计算

AD590是半导体结效应式温度传感器,它所流过的电流数值(微安级)等于绝对温度(开尔文)的度数;激励电压可以从+4V到+40V;温度范围-55e~+150e;标准的输出:1LA/bC线性关系。因为是电流输出,易于远距离传输,且不会因电压降或感应噪声电压影响产生误差。

AD590有两种封装TO-52(金属)和TO-92(塑料),一般使用金属封装。AD590的输出电流为:

i(t)=io+t@K=273.2LA+t@1LA/bC式中:K)))AD590比例因子(K=1LA/e)t)))摄氏温度

在本温控表中AD590应用于电压输入系统中,如图1所示。

系统具有偏置(EOS)和增益调节装置。在量程的最低温度附近可作偏置校正,在所测的最高温度附近可调节增益。根据电压量程,RT取不同的值,在本系统中取RT=10k8 EOS=2#73V,则VO=10mV/Cb。ICL7107是CMOS构造的自动稳零二重积分型,内含时钟振荡器(外附R、C),差分输入,高共模抑制比,低功耗,LED显示及具有大规模集成电路的优点的单片A/D转换器。电路主要由两部分组成:模拟部分和数字部分,工作原理如下。

转换周期分为三个阶段:自动稳零(AZ)阶段、信号积分(INT)阶段、反积分(DE)阶段,其时间分别为

在反积分期的输入时钟脉冲数最大值是2000,当等于或超过2000时溢出;当不足2000时,只要反相积分期结束,即转入自动稳零期,这时自动稳零期的时间增长值$TAZ为

综上:A/D转换的三个阶段共需4000个TCL时钟周期,因为振荡周期4分频TCL,所以整个转换时间为16000个TOSC(振荡周期)。

根据A/D转换原理知道:D的最大读数为2000,在前面已设计AD590的取样电阻RT=10k8,则有10mV/Cb,设满量程VFS=2.000V(即2000e),根据(4)式,就可算出参考电压VREF的值,即VREF=1/2@2V=1V。当然,也

可以固定VREF,用调整放大器的放大倍数来满足读数的要求。在本温控表中,就是固定VREF的值,调整放大器的系数实现量程调节。ICL7107采用塑料或陶瓷封装,双列直插式,共40个引脚,引脚排列和功能如图2所示。

下面介绍ICL7107外围器件参数的计算:

(1)振荡频率fosc

一般取C=100pF,由于双积分型A/D转换器第一次积分阶段的时间TINI为电网工频周期20ms(f=50Hz)的整数倍时具有无穷大的抑制串模干扰的能力。因此输入脉冲的频率必须满足下式

自动稳零电容Caz大小的选择依系统允许引入的噪声为依据。一般在A/D转换器具有较高分辨率时,要求引入小的噪声,这时就要选用较大的自动稳零电容。因此,在满度输入Vfs=2V(分辨率为1字/1mV)时,Caz一般为01047LF。

(5)参考电容Cref

参考电容CREF的选取以保证A/D转换器的翻转误差限制在1个字以内为度,一般选为011LF。

三、整机电原理图及工作原理

        整机电原理图如图3所示。

温度传感器AD590在激励电压(10V)作用下,在采样电阻R21上产生电压,经跟随器U2:ALM324分两路输出:一路给A/D转换器的输入INL0(ICL7107的31脚),一路给温控比较器。信号采用浮空输入,在输出的另一端通过U2:BLM324加入偏置电压(-2127V),使其0e对应-2127V,偏置电压是用正输出可变型三端稳压器LM317L来实现的。

在本电路中,ICL7107的参考电压Vref是固定的,其值是Vref=10k/30k@218V=01933V,根据公式VFS=2Vref,则有VFS=11867V,这与采样电阻RT=10k8上产生的0101V/e不一致,为此在U2:A的输出端用W1来调整输出的大小,使其放大系数《1,偏置电压用W2来调整。

温度控制由比较器U2:CLM324,U2:DLM324,带复位(R)和置位(S)功能的双D触发器CD4013B,固态继电器、K1(工作状态开关)、K2(温度上下限设置开关)来完成。首先要设定上下限温度:K1置设置位置,K2置上限温度位置。调W3,显示上限设定温度;K1位置不变,K2置下限位置,调W4,显示下限设定温度。温度调整好后,K1置工作状态,就可以进入温度显示和温控状态。如果此时,温度在上下限之间变化则继电器不工作,处于保持温度状态。一旦温度升高到上限温度,则比较器U2:C输出变为高电平,使触发器置位,固态继电器工作,制冷机开动,开始降温,直到温度低于下限时,比较器U2:D输出变高,使触发器复位,固态继电器关闭,制冷机停止,进入下一个循环。

四、温度校准

温度表要进行温度校准,校准采用比较法。校准的过程是这样的:将温度传感器和标准温度计放入衡温槽中,首先使衡温槽处于0e(看标准表),调W2,使温控表读数为零;然后降温至-50e(看标准表),调W1,使温控表读数为-50e,再升温至+150e,调W1。这样反复进行几次,校准就完成了。

关于icl7107,数字温控表就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。

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