本仪器采用廉价的ICL7107型单片3位半A/D转换器，使用铂热电阻传感器。通过定量计算，其非线性校正精度高达0.0147%（0.0294℃），优于
ICL7107本身的分辨力和准确度。本设计不加任何运放，利用单片A/D转换器本身的功能，实现测温、设定、控温，且测温和控温精度均达到0.1℃（0.1mV）。本仪器电路简捷，设计巧妙，工作可靠，具有很高的性能价格比。
一、工作原理
本仪器由A/D转换器、非线性校正、温度设定、温度控制及电源等几部分组成，电路见附图。下面着重介绍非线性校正电路。
为了便于计算，铂热电阻选用BA2型，其电阻—温度关系曲线呈凸形非线性特性。
1.显示部分
由ICL7107组成的数字表头，其输入电压VIN、基准电压VREF、显示读数之间有如下关系（N即是显示读数，又是直读结果）：
V\(_{IN}\)=V\(_{IN}\)+-V\(_{IN}\)-式①
V\(_{REF}\)=V\(_{REF}\)+-V\(_{REF}\)-式②
N=\(\frac{V}{_{IN}}\)V\(_{REF}\)×100.0 式③
由式③可知，当输入电压一定时，显示读数N与基准电压V\(_{REF}\)成严格的反比关系。本电路的V\(_{REF}\)+为一固定电压（可调）， V\(_{REF}\)-由BA2上产生的压降经R6、R7分压而获得。随着温度升高，传感器上的压降V\(_{Rt}\)↑、V\(_{REF}\)-↑，使V\(_{REF}\)↓，从而读数N变大。即温度升高，A/D转换灵敏度逐步提高。选择适合的分压比，可使BA2的温度—电阻凸曲线与V\(_{REF}\)的凹曲线刚好相反，从而可获得很高的线性补偿。
由ICL7107组成的电压表头，其最高分辨力为0.1mV即（0.1℃），最高分辨力为11999=0.05%。
本仪器的非线性校正误差均大大优于ICL7107本身的指标（0.294倍）。
笔者曾做过试验，供电电压在3.5～12V变化时，显示结果无任何变化。因此本仪器只用普通7805、7905电源稳压模块，不需用较贵的专用基准电源块。
2.控温部分
当V\(_{IN}\)≥0，符号位POL端（20脚）输出高电平，当V\(_{IN}\)≤-0.0000V时，POL端（20脚）输出低电平。由于电路本身可分辨出±0.1mV（即±0.1℃）的差动电压。本仪器正是利用电路的这一特性，在“控温”挡，ICL7107被作为比较电路使用，其控温精度高达0.1℃（0.1mV），远比一般运放要高，且电路十分简单，工作亦非常可靠。
二、元器件选择与调试
元器件选择：
要选择温度系数小的电阻，考虑到价格因素，用RJ14即可满足一般需要；要选择适当的R6、R7（R8=R6+R7）。这是本仪器测控精度的关键器件；表头电容可选用聚苯乙烯或聚四氟乙烯电容；RP1、RP2、RP3要选用温度系数小的精密多圈电位器。RP3为温度设定电位器，安装在仪器面板上；要选用优质的BA2传感器。
调试步骤：
用精密电阻箱代替BA2接入电路；开关置“测温”位，电阻箱调至 100.00Ω，调RP2，使N=0.0；电阻箱调至158.21Ω，调整RP1，使N=150.0。到此调整即告结束。
若BA2是优质品，接入电路一般不需重新调整。如果BA2质量欠佳，可将BA2置于0℃冰水混合物中，调整RP2，使N=0.0，再将BA2置于100℃沸水中，调整RP1，使N=100.0 。
当表头V\(_{IN}\)为正值时VT1导通，VS亦导通，加热负载接通市电；当VIN出现负值时，VT1、VS截止，切断加热器。在实际控温过程中，除第一次控温因热惯性的原因使温度上冲外，以后控温精度均能在±0.1℃范围内。
在控温时，表头显示的温度值为设定温度与实时温度的差值，而不是实际测量温度。当表头显示为0℃时，表示实时测量温度值与设定值相等。
（文/张芹 张俭）