數(shù)字?jǐn)?shù)字 萬用表是一種非常有用的儀器，將多個(gè)測(cè)量功能組合在一起。典型的萬用表具有可變量程歐姆表，電壓表和電流表的功能。其中一些還包括測(cè)試二極管和晶體管的功能。在本文中，我將討論將溫度計(jì)功能添加到常規(guī)數(shù)字萬用表中的技術(shù)。該技術(shù)非常簡(jiǎn)單，它使用一個(gè)溫度傳感器以及兩個(gè)電阻和一個(gè)DPDT滑動(dòng)開關(guān)。

萬用表以攝氏度為單位顯示周圍溫度

理論

在上一篇文章（用萬用表測(cè)試模擬溫度傳感器）中，我描述了一種使用萬用表測(cè)試LM34，LM35，MCP9701，TMP35等模擬溫度傳感器的方法。這些傳感器提供與溫度成線性比例的模擬輸出電壓，因此，通過用萬用表測(cè)量輸出電壓，我們可以驗(yàn)證傳感器是否正常工作。現(xiàn)在，我們將在數(shù)字萬用表中嵌入一個(gè)這樣的傳感器，并使用電表的電壓表功能在LCD上顯示溫度。傳感器將從萬用表電路本身獲取電源。盡管這聽起來很簡(jiǎn)單，但要使其正常工作，必須解決的問題很少。

讓我們看看下圖所示的設(shè)置。此處，LM35傳感器由外部9V電池電源供電，并且其輸出是通過將數(shù)字萬用表設(shè)置為電壓表來測(cè)量的。 LM35輸出與攝氏溫度成線性比例，比例系數(shù)為+ 10mV/°C，這意味著如果溫度為24.5°C，則萬用表將傳感器輸出測(cè)量為245 mV。現(xiàn)在的問題是，如果將LM35傳感器放置在萬用表內(nèi)部并由為萬用表供電的同一電池（通常為9V或12V）供電，萬用表的輸出會(huì)相同嗎？其實(shí)不是。讓我們看看為什么。

LM35輸出電壓與攝氏溫度成正比

市場(chǎng)上大多數(shù)廉價(jià)的數(shù)字萬用表都是基于ICL7106芯片，該芯片是具有內(nèi)置3 1/2位LCD顯示驅(qū)動(dòng)器的低功耗A/D轉(zhuǎn)換器。電源引腳V +和V-之間可以施加的最大電壓為+ 15V。但是，通常認(rèn)為基于該芯片的萬用表由9V PP3或12V A23電池供電。現(xiàn)在，如果LM35傳感器使用相同的電池為自身供電，則它將使用電池的負(fù)極端子作為參考點(diǎn)（接地）以生成與溫度成比例的輸出電壓。但是，ICL7106 A/D轉(zhuǎn)換器不參考電池的負(fù)極端子來測(cè)量輸入電壓。取而代之的是，它使用單獨(dú)的參考電壓（稱為公共端子或COM點(diǎn)），該參考電壓從電源電壓得出，并設(shè)置在V +和V-之間。萬用表有兩條引線：紅色和黑色。黑線連接到COM端子（這是參考點(diǎn)），紅線連接到萬用表電路的IN +端子。在將IN +處的電壓饋送到ICL7106 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入之前，它會(huì)通過一個(gè)板上電路適當(dāng)縮放（基于所選范圍），然后再將其參考COM電壓進(jìn)行測(cè)量。找出COM端子電壓的最簡(jiǎn)單方法是將萬用表設(shè)置為電壓表，然后將IN +端子（紅色引線）連接到電池的正極端子，如下所示。

萬用表內(nèi)部的e

COM和IN +端子

萬用表將顯示此電壓3V左右，這意味著COM端子設(shè)置為比電池的正電壓低3V。我已經(jīng)使用其他一些數(shù)字萬用表對(duì)此進(jìn)行了測(cè)試，它們都顯示COM端子比電池的正極端子低3V。

可能電池正極端子和COM端子之間的差為3.0 V

想象一下，如果將溫度傳感器的接地引腳連接到COM引線，而不是負(fù)極端子，會(huì)發(fā)生什么情況電池。傳感器現(xiàn)在將提供參考COM端子的輸出，而萬用表將能夠正確測(cè)量傳感器的輸出。但是，不幸的是，LM35傳感器無法在3V下工作。 LM35的建議電源電壓范圍是4-30V。但是還有其他類似的傳感器以3V工作，例如TMP35，它在功能上與LM35傳感器兼容，并在2.7 V至5.5 V的單電源電壓下工作。它還不需要任何外部校準(zhǔn)即可在+ 25°C時(shí)提供±1°C的典型精度，并且輸出比例因子為10 mV/°C。但是，TMP35只能讀取10°C至125°C的溫度。

現(xiàn)在，我們已經(jīng)解決了基準(zhǔn)電壓?jiǎn)栴}，并找到了工作在3V電壓的溫度傳感器。接下來需要的是除以十的電路。傳感器的輸出電壓（mV）的因數(shù)必須為10，才能獲取實(shí)際溫度（°C）。使用兩個(gè)串聯(lián)連接的電阻（1.8K和200？）作為分壓器，可以簡(jiǎn)單地構(gòu)成十分頻電路。跨200的電壓？電阻是兩者串聯(lián)組合施加的總電壓的1/1o。該設(shè)置的完整電路圖如下所示。電路中包含一個(gè)DPDT滑動(dòng)開關(guān)，用于打開和關(guān)閉溫度計(jì)。當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，會(huì)發(fā)生兩件事：

1。 TMP35接通電源。

2。分壓后的傳感器輸出連接到電池的IN +端子。

如果將萬用表設(shè)置為測(cè)量0-200 mV的電壓，則液晶顯示屏上將顯示以°C為單位的溫度。/p》

電路圖

在上面的電路中，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，傳感器的電源斷開，這很重要因?yàn)槲覀儾幌Ｍ麄鞲衅饕恢倍紡碾姵刂屑橙‰娏鳎⑶胰f用表的IN +端子與傳感器斷開連接，以便萬用表可以恢復(fù)其正常工作。

這是我的TMP35傳感器十分頻網(wǎng)絡(luò)。我沒有200？電阻，所以我串聯(lián)了兩個(gè)100？

傳感器和電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)

位于萬用表內(nèi)部的電路

我將滑動(dòng)開關(guān)固定在電池盒旁邊，如下所示。

DPDT滑動(dòng)開關(guān)

將電路放置在萬用表內(nèi)部后，放回其蓋子。旋轉(zhuǎn)萬用表旋鈕以測(cè)量0-200 mV之間的直流電壓，然后將滑動(dòng)開關(guān)推至ON位置。傳感器上電，其輸出連接到萬用表的IN +端子。然后儀表將在液晶顯示屏上顯示溫度（°C）。

以°C顯示室溫

圖為將儀表放在冰箱內(nèi)時(shí)的溫度。它可能會(huì)進(jìn)一步下降，但由于TMP35只能讀取高于10°C的溫度，所以我在幾分鐘后將其取出。

放在冰箱內(nèi)的儀表

現(xiàn)在，我的萬用表具有在LCD上顯示環(huán)境溫度的附加功能。你的呢？

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