数字式温度表的设计

　　测量温度时常用玻璃管温度计，玻璃管温度计通常采用刻度读数，读数不够直观，且不能远传并易碎。鉴于此种情况，设计一种可直接读出数字的温度表，它可以测量表面温度，可以实现非接触式测量，测量的温度范围也比较大。

　　该数字式温度表可连续测量 - 50～200℃范围内的各种气体和液体的温度，精确度可达 1℃，实际电流为 24～26 mA，电源电压 220 V，电源提供的实际功率大致为 5.288～5.720 VA。其由传感器和表头等部分组成。同时还可以测量温度计不能测量的，如:有毒的气体和腐蚀的液体。具有检测准确、安全可靠等特点，是理想温度检测仪表。

　　该数字式温度表，是一种方便携带又易用的温度表。它通过热敏电阻作为传感器，得到每一度热敏电阻的电压变化值，用 LM324 集成运放进行跟随放大，然后送入 ICL7107 进行数模转换，再通过数码管进行温度显示。

　　1 设计方案

　　1.1 方框图

　　如图 1 所示，Pt100 热敏电阻将温度变化转换成电阻值的变化，恒流源电路将电阻值转换成电压，使用 LM324 中的两块运放，第一块将 Pt100 的电压信号进行跟随，第二块放大，ICL7107 组成 A/D 转换与数码驱动电路。四只数码管共同组成高精度数字电压表头，用来显示温度(1mV 就代表 1℃)。

　　1.2 主电路图

　　主电路图如图 2 所示。

　　2 原理分析

　　2.1 电源电路

　　稳压电源由 220V/5W 的有中心抽头的变压器经桥式整流、电容滤波、LM7805、LM7905 组成有正负输出的 5V 集成稳压电源，提供给电路的各部分，数码管的电源则由 3 个1N4007 串联降压后提供 2V 的供电电源。电源电路如图 3。

　　桥式整流电路，接上滤波电容器后，有如下特点：

　　(1)负载电压中的脉动的成分降低了许多;

　　(2)负载电压的平均值有所提高。在 RL 一定时，滤波电容越大，UL越大。设计时可估算

　　UL=1～1.1U2(半波);

　　UL=1.2U2(全波桥式整流)。

　　滤波电容的确定

　　RL×C>=(3～5)T(半波整流时);

　　RL×C>=(3～5)T/2(全波桥式整流时)。

　　T 为交流电的周期。

　　LM78/LM79 系列三端稳压 IC 来组成稳压电源所需的外围元件少，电路内部有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠方便，且价格便宜。LM78 系列输出正电压，LM79 系列输出负电压，LM78 或 LM79 后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压值，如 LM7805 表示输出电压为正 5V，LM7905 表示输出电压为负 5V。