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2020年09月01日 | 怎样将温度计添加到数字万用表
2020-09-01 来源：elecfans
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。
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？
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