本文介绍一种适于业余制作的温差电偶数字温度计。它具有以下特点：读数准确，热响应快，不影响被测物体的温度，体积小，便于携带，使用方便，所用元件少，调试简单，制作容易。如用它来测量电冰箱内部的温度以及监测温度的变化，可在冰箱外部很方便地观察出来，这是一般温度计较难完成的。同样，也可测内燃机汽缸内温度的变化。该温度计的测量范围一般为－40℃—＋200℃，采取一定的措施还可扩展量度范围，精度为±1℃。
工作原理
该温度计主要由三部分组成，其方框图如图1所示。1．温度传感器，它采用的是温差电偶。温差电偶可将被测物体不同的温度转换为相应的电信号。2．处理电路。它是以放大器为核心的一个集成电路，能将传感器送来的微弱电信号给予放大和补偿。3．数字显示部分。它采用的是一个超薄型液晶数字电压表，可将放大了的电信号通过A／D转换，用数字的形式显示出来。分述如下：
第一部分温度传感器：把不同金属丝的两端分别焊接起来，做成温差电偶（如图2所示）。利用温差电偶的温差电现象可组成测温元件来进行测温。
第二部分处理电路：它采用的是一个带冷端补偿的温差电偶集成电路AD595。在它的芯片上主要有放大器，还有温差电偶冷端补偿电路和冰点基准电路，温差电偶故障报警电路等。另外在制作AD595集成电路时已预先用激光校准对K型温差电偶（镍铬—镍硅）特性的匹配，使精度达到±1℃。AD595的方框图如图3所示，各管脚引线图如图4所示。被测温度与AD595的输出电压关系是10mV／℃。比如，测出AD595的输出电压是250mV，这时温差热电偶端的温度就是25℃。这里必须注意，只有把温差电偶的镍铬、镍硅丝分别接到AD595的输入端（＋IN、－IN）时，AD595中的冷端补偿电路才起作用。
AD595工作电压的范围比较宽，在＋5V～＋30V之内都可正常工作。如果要测量0℃以下的温度，须另加一组负电源。
第三部分数字显示部分：它采用的是超薄型液晶（LCD）数字电压表SDP—100—03。该电压表集双积分型A／D转换器、七段显示译码器、3\(\frac{1}{2}\)位液晶显示器于一体，它还带有自动极性判别和小数点移动电路。该电表的数字显示醒目，字高12.7mm，体积小（96×48×15mm），接线简单，使用方便。该电表测量范围为±1mV～±1.999V。它的工作电压为＋4.5～＋6V。SDP—100—03的外形及接线端如图5所示。
图6为温差电偶数字温度计的电路图。图中电位器W为AD595的负载，其值为10kΩ。78L05为三端稳压集成电路，与电容C（100μF）一起为电压表SDP—100—03提供稳定的＋5V电压。由于本温度计的精度为1℃，所以该电压表小数点移动电路无须接入。按图6接好电路后，就可开始调试。鉴于SDP—100—03电压表的最小显示数为1mV，而AD595的精度为1℃，并且每变化1℃，AD595的输出电压变化10mV，所以电压表的输入电压，只须取AD595负载两端电压的1／10（即1mV／10mV），这样它们的精度才一致。将温差电偶的工作端和标准温度计同时置于某一温度（如20℃）的环境中，待标准温度计稳定地指示在20℃时，调整A点，使数字电压表的示数为＋20，即告完毕。如果采用积层电池供电，该温度计的体积也只比一包香烟稍大一点，使用起来非常方便。
由于温差电偶的工作端体积很小，热容量也小，测量时工作端一接触被测物体就可达到温度平衡（一致），即立刻知道被测物体的温度。这就是温差电偶的一个特点。它还可以用来观测物体温度变化的情况。温差电偶丝呈细软状，这样可通过任何曲经，把工作端送入物体内部，从外部就可方便地获得物体内部的温度值。
注意事项
1．温差电偶应采用K型（镍铬—镍硅）温差电偶。镍铬（KP）一端为正极接至AD595的1脚，镍硅（KN）为负极接至14脚。如果用温差电偶长时间监测200℃以上的温度时，温差电偶应装在铠甲内，200℃以下的温度可直接用温差电偶丝去测量。
2．显示部分可配接其它显示仪表。例如：在图6A、B两端接入数字万用表的直流200mV档，显示的整数部分，即为被测物体的即时温度。在A、B两端也可接入自动电压记录仪，进行自动记录。
3．如果还要测0℃以下的温度，须另加一组负电源。接法如图7所示。正、负电源电压的选取，要由设计的测温范围来确定。
4．温差电偶工作端的焊接不能采用锡焊，应在点焊机下熔焊。
5．当数字显示不能稳定下来或出现与估测温度相差甚远等异常现象时，这多为温差电偶丝断路的结果；当显示数字暗淡不清时，多为电源电压太低的缘故。（叶湘）