采用ICL7107的小型数字温控表
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。
高分辨率模数转换器(ADC)概述
苹果日版iPhone和国行有什么区别？
TL431中基准补偿电路
Hypertronics微型D双屏蔽同轴连接器
有哪些值得推荐的半入耳式耳机?舒适度高的蓝牙推荐！
采用ICL7107的小型数字温控表
以太网应用成为汽车传输的趋势
数字位置编码器集成到 Sitara 处理器内部方法
密闭鼓风炉鼓风机中压变频调速装置的设计与应用
关巨头企业纷纷加速智能家居入口的争夺 智能硬件发展融合势在必行
5G物联网数据采集网关在智能车间中的应用
两大巨头battle光缆和光纤哪个速度快-科兰
微软承认 Win10 存在的多个 bug 并将修复
从IT男到跨越速运董事长，胡海建谈跨越的科技物流梦
国民党初选民调结果落下帷幕，鸿海创始人郭台铭屈居第二
谷歌的AI语音助手真的能打电话？
年轻人猝死频发 AI心血管医学影像识别的落地艰难
双通道源表测试软件，搞定场效应管FET测试半导体漏电流测试不在话下
具有物联网功能设备面临的测试挑战及解决方法
消息称新款 ARM iMac 今年发布，苹果开始销售 Intel 版 27 英寸 iMac 翻新机
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。
高分辨率模数转换器(ADC)概述
苹果日版iPhone和国行有什么区别？
TL431中基准补偿电路
Hypertronics微型D双屏蔽同轴连接器
有哪些值得推荐的半入耳式耳机?舒适度高的蓝牙推荐！
采用ICL7107的小型数字温控表
以太网应用成为汽车传输的趋势
数字位置编码器集成到 Sitara 处理器内部方法
密闭鼓风炉鼓风机中压变频调速装置的设计与应用
关巨头企业纷纷加速智能家居入口的争夺 智能硬件发展融合势在必行
5G物联网数据采集网关在智能车间中的应用
两大巨头battle光缆和光纤哪个速度快-科兰
微软承认 Win10 存在的多个 bug 并将修复
从IT男到跨越速运董事长，胡海建谈跨越的科技物流梦
国民党初选民调结果落下帷幕，鸿海创始人郭台铭屈居第二
谷歌的AI语音助手真的能打电话？
年轻人猝死频发 AI心血管医学影像识别的落地艰难
双通道源表测试软件，搞定场效应管FET测试半导体漏电流测试不在话下
具有物联网功能设备面临的测试挑战及解决方法
消息称新款 ARM iMac 今年发布，苹果开始销售 Intel 版 27 英寸 iMac 翻新机