數(shù)顯溫度計可以準確的判斷和測量溫度,以數(shù)字顯示，而非指針或水銀顯示。故稱數(shù)字溫度計或數(shù)字溫度表。文章講訴的是通過測溫探頭來制作數(shù)顯溫度計的方法。
一、測溫探頭的工作原理
如圖所示的電路中，電阻r1-r3二極管v1-v3,三極管v1構成溫度傳感器電路。其中，vd1,vd2串接作為測溫探頭，r1-r3、vd3、v1構成恒流源電路，給測溫探頭提供恒定的正向電流。
大家知道，半導體二極管的正向電壓降取決于正向電流的大小和溫度，當正向電流一定時，正向壓降隨溫度的升高而下降。對于普通的硅二極管1n4148而言，具有約-2.1mv/℃的溫度系數(shù)，當兩個1n4148串接時，總的正向壓降與溫度的關系約為-4.2mv/℃。理論和實降都已證明，在-50℃～+150℃的范圍內，二極管的測溫精度可達±0.1℃。與其它溫度傳感器相比，二極管的溫度傳感器具有靈敏度高、線性好、簡便的特點。而且當二極管的正向電流和溫度一定的情況下，其正向壓降是非常穩(wěn)定的。
二、測溫顯示原理
測量探頭把待測溫度轉換為相應的電壓后，因為要實現(xiàn)溫度的數(shù)字顯示，就必須有模擬/數(shù)字轉換裝置。在本電路中，是以motorola公司銷售的a/d轉換器mc14433為核心。
mc14433是單片cmos31/2雙積分型a/d轉換器，該a/d轉換器的轉換精度高達±0.05%±1字;轉換速率為2-25次/秒;輸入阻抗大于1000m歐;外圍元件少，電路結構簡單;量程為1.999v和199.9mv兩檔;輸出8421bcd代碼，經(jīng)譯碼后實際led動態(tài)掃描顯示。mc14433的第2腳為外接基準電壓vref輸入端;第3腳為被測電壓vin輸入端;第1腳為模擬地，此端為高阻輸入端，是被測電壓和基準電壓的地;第15腳為過量程輸出標志端or，平時or為高電平，當|vin|>vref即超過量程時，or為低電平。被測電壓vin與其準電壓vin與基準電壓vref成下列比例關系(當小數(shù)點定位于4個led數(shù)碼管的十位數(shù)時)：
輸出讀數(shù)=vin/vref×199.9
因為mc14433以掃描方式輸出數(shù)據(jù)，所以只需要用一個譯碼器就能驅動4只共陰極led數(shù)碼管，其中千位數(shù)的數(shù)碼管只接“b、c”兩段。4個led數(shù)碼管的公共陰級分別由mc1413中的4個達林頓復合晶體管驅動。
負號由千位數(shù)的led數(shù)碼管“g段”來顯示，顯示負號的“g段”由mc14433的q2控制，當輸入負電壓時(對應溫度為0℃以下)，q2=“0”，顯示負號的“g段”通過r15歐電阻點亮;當輸入正電壓時(對應溫度為0℃以上)，q2=“1”使mc1413的另一個達林頓復合晶體管把流過r15的電流旁路到地，使顯示負號的“g段”熄滅。
小數(shù)點固定在十位數(shù)的led數(shù)碼管，通過r16給小數(shù)點“dp”提供電流，使小數(shù)點“dp”點亮。
三、調試
調試前先準好0℃冰水和100℃的沸水。
調試方法如下：
1,將調沸點的電位器調zui上端，使vref為zui高電壓，把二極管測溫探頭置于0℃的冰水中，調節(jié)調沸冰點電位器，使四只led數(shù)碼管顯示的讀數(shù)為“00.0”
2,將二極管測溫探頭置于100℃的沸水中，調節(jié)調點電位器，使得四只led數(shù)碼管顯示的讀數(shù)為“100.0”，且mc14433的第15腳的0r為高電平。
經(jīng)過上述調試后，該數(shù)顯溫度計就可以正常工作了，其測溫范圍是-50℃～150℃.。該數(shù)顯溫度計的測溫范圍僅受二極管測溫探頭的限制，若改用其它的溫度傳感器，則無需變動附圖所示電路的其他部分，就可獲得不同測溫范圍的數(shù)顯溫度計。