专利名称：动磁指针式温度仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车用动磁指针式温度仪表。
背景技术：
传统的汽车用动磁指针式温度仪表的温度测量电路直接采用热敏电阻温度传感器和动磁线圈相配合对温度进行测量，虽然具有成本低、结构简单的特点，但是由于动磁线圈的非线性和离散性、热敏电阻温度传感器的非线性和离散性、电源的波动，造成不准确和高温时无法测量，热敏电阻温度传感器和动磁线圈还要流过比较大的电流，造成发热，严重时可造成电路发热起火，使指针指示不准确，有的点误差达10％，160度以上时，很难满足10％的误差要求；另一方面，由于热敏电阻温度传感器的温度—电阻特性呈现指数规律递减，在160℃以上温度时热敏电阻温度传感器电阻变化很小，而且不稳定，不能稳定准确的测量温度，也就是说传统的汽车用动磁指针式温度仪表很难在160℃以上温度时应用。

发明内容
为了解决传统的汽车用动磁指针式温度仪表指示误差大、几乎不能在高温(160℃)以上应用的问题，本实用新型提出动磁指针式温度仪表，包括具有热电阻温度传感器、动磁线圈组成的温度测量电路，其特征在于温度测量电路还包括电桥电路、单电源运放、单片计算机、EEPROM电可檫除存储器、二级稳压电源电路；热电阻温度传感器、电桥电路、单电源运放、单片计算机、动磁线圈依次电连接；稳压电源电路通过五条输出支路分别与电桥电路、单电源运放、单片计算机、EEPROM电可檫除存储器、动磁线圈连接，EEPROM电可檫除存储器与单片计算机连接，单片计算机具有误差补偿标定系统接口和PC计算机接口。
所述单片计算机还可具有语音报警接口。
上述动磁指针式温度仪表采用二级稳压电源电路，容许输入电压在20V-36V的范围内工作，能提供稳定的输出电压(5V)，保证温度测量电路的可靠性；所述温度测量电路的动磁线圈和整个仪表功率小(约3W)、发热少、电路稳定；在生产时，通过单片计算机误差补偿标定系统接口和PC计算机接口，连接误差补偿标定系统、PC计算机，通过操作PC计算机将误差补偿标定数据(与温度点相应的电阻值和偏转量)通过单片计算机写入EEPROM电可檫除存储器，通过PC计算机发出命令实现自动标定；标定完成后，原来的误差补偿标定系统接口可以用来做语音报警接口。使用动磁指针式温度仪时，误差补偿标定数据从EEPROM电可檫除存储器中调出，通过单片计算机补偿给动磁线圈，消除了电桥电路、单电源运放、动磁线圈产生的误差，使指针指示准确，测量误差为2％以下；当热电阻温度传感器断开时，单电源运放出现饱和，通过单片计算机实现指针在表盘上一定部位的连续摆动提示报警，当接好热电阻温度传感器时，报警消失。当单片计算机设有声音报警时，可实现热电阻温度传感器断开时的声音报警。
动磁指针式温度仪表的工作过程为通过电桥电路、单电源运放将热电阻温度传感器感应温度变化的电阻变化转换为0-4V的电压，然后进入单片计算机，同时单片计算机从EEPROM电可擦除存储器中把误差补偿标定数据调出，最后控制动磁线圈，达到控制指针偏转，通过误差补偿标定数据的补偿，使指针偏转准确。
所述动磁指针式温度仪表适用范围为0℃-200℃。


图1是本实用新型动磁指针式温度仪表的温度测量电路的方框图。
图2是本实用新型动磁指针式温度仪表的温度测量电路的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，热电阻温度传感器、电桥电路、单电源运放、EEPROM电可檫除存储器、单片计算机、动磁线圈依次连接；二级稳压电源电路的+5电源通过五条输出支路分别与电桥电路、单电源运放、单片计算机、EEPROM电可檫除存储器、动磁线圈连接，EEPROM电可檫除存储器与单片计算机连接，单片计算机具有RS232接口和声音报警接口(和误差补偿标定系统复用，仪表不进行标定时做声音报警接口)，单片计算机通过误差补偿标定系统接口和RS232接口可分别与误差补偿标定系统、PC计算机相连接，通过PC计算机向仪表发出命令，仪表再通过标定系统，实现误差补偿标定，并可将误差补偿标定数据通过单片计算机写入EEPROM电可檫除存储器，实现自动标定。
如图2所示，动磁线圈由三个电感线圈W1、W2、W3、电流调节电阻R41组成，其中二个电感线圈W1、W2串联成支路1，另一个电感线圈W3与电流调节电阻R41串联成支路2，支路1的一端、支路2的一端与二级稳压电源电路的一条输出支路相连接，支路1的另一端与三极管Q1的集电极连接，支路2的另一端与三极管Q1的发射极连接后一起接地，三极管Q1的基极通过限流电阻R40、二极管D2与单片计算机的I/O口相连接。单片机控制此I/O口的占空比就可以调节支路1中的电流，支路2中的电流固定，从而控制表头的偏转位置。
以前的测量电路直接将热敏电阻传感器和动磁线圈进行串、并联，利用热敏电阻传感器在温度改变时流过动磁线圈中的电流改变来使动磁线圈偏转变化，所以动磁线圈和传感器中流过的电流都大(动磁线圈电流将近100mA)，本测量线路中流过热电阻传感器、动磁线圈电流小，所述测量电路如图2，流过热电阻传感的电流小，是由于把热电阻传感器和驱动动磁线圈偏转的电路分开。热电阻传感器和电桥电路配合，通过参数的调节，热电阻传感器中只要流过很小的电流(2-3mA)，温度改变时，热电阻温度传感器电阻改变，电桥失去平衡，得到微小变化的电压，再将此微小变化的电压通过单电源运放放大，进入计算机进行测量，所以电流很小；流过动磁线圈中的电流也减小，是因为动磁线圈的指针偏转大小，是由支路1和支路2中动磁线圈的安匝数之差决定的，同时减小两个支路的电流不会改变指针的偏转位置，本仪表就是通过同时减小两个支路中的电流来减小动磁线圈偏转电流的。而且这样对指针的偏转角度不会有影响。
所述电路可以实现高温测量，原因是测量电路和动磁线圈通过单片计算机将它们进行分别测量和控制，本电路单片机的A/D是八位的，能分辨出256个不同的温度值，单片机再根据这个测量温度值算出需要的占空比，修正补偿后控制表头的偏转，如果单片机的A/D精度更高，传感器就也可以测量和指示更高的温度，只要调整参数，可以用本电路制做出很高温度(500度甚至更高温度)的动磁指针仪表，准确性不会改变。
权利要求1.动磁指针式温度仪表，包括具有热电阻温度传感器、动磁线圈组成的温度测量电路，其特征在于温度测量电路包括电桥电路、单电源运放、单片计算机、EEPROM电可檫除存储器、二级稳压电源电路；热电阻温度传感器、电桥电路、单电源运放、单片计算机、动磁线圈依次电连接；稳压电源电路通过五条输出支路分别与电桥电路、单电源运放、单片计算机、EEPROM电可檫除存储器、动磁线圈连接，EEPROM电可檫除存储器与单片计算机连接，单片计算机具有误差补偿标定系统接口和PC计算机接口。
2.根据权利要求1所述的动磁指针式温度仪表，其特征在于所述单片计算机还具有声音报警接口。
3.根据权利要求1或2所述的动磁指针式温度仪表，其特征在于所述动磁线圈由动磁表头的三个电感线圈(W1、W2、W3)、电流调节电阻(R41)组成，其中二个电感线圈(W1、W2)串联成支路1，另一个电感线圈(W3)与电流调节电阻(R41)串联成支路2，支路1的一端、支路2的一端与二级稳压电源电路的一条输出支路相连接，支路1的另一端与三极管(Q1)的集电极连接，支路2的另一端与三极管(Q1)的发射极连接后一起接地，三极管(Q1)的基极通过限流电阻(R40)、二极管(D20与单片计算机的I/O口相连接。
专利摘要本实用新型提出了指示误差小(2％以下)、适用温度范围为0℃－200℃的动磁指针式温度仪表，包括具有热电阻温度传感器、动磁线圈、电桥电路、单电源运放、单片计算机、EEPROM电可擦除存储器、二级稳压电源电路组成的温度测量电路；热电阻传感器、电桥电路、单电源运放、单片计算机、动磁线圈依次电连接；二级稳压电源电路通过五条输出支路分别与电桥电路、单电源运放、单片计算机、EEPROM电可擦除存储器、动磁线圈连接，EEPROM电可擦除存储器与单片计算机连接，单片计算机具有误差补偿标定系统接口和PC计算机接口。所述单片计算机还可具有声音报警接口。
文档编号G01K7/16GK2629016SQ03241068
公开日2004年7月28日 申请日期2003年3月27日 优先权日2003年3月27日
发明者刘海泉 申请人:刘海泉, 罗永欣