Цифровой термометр Советский патент 1983 года по МПК G01K7/00 

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к дифровым термометрам с коррекцией нелинейности преобразователя. Известен цифровой термометр, в котором осуществляется коррекция нелинейности термопреобразователя, содержащий термопреобразователь, анало.го-цифровой преобразователь (ЛДП ), блок памяти, блок индикации сумматор, регистр и блок управления,.1.. Однако указанный термометр не обеспечивает высокой точности измерения температуры. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ци ровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь, выход которого соединен с входом времяимпульсного аналого-цифрового преобразователя, первый регистр, .синхровход которого соединен -с выхо дом аналого-цифрового преобразователя , вход соединен с выходом, а выход - с первым входом первого сум матора, блок управления, выходы которого соединены с управляющими ,входами аналого-цифрового преобразователя , первогорегистра, блока . памяти и блока индикации, второй сумматор 2. В этом устройстве производится кусочно-линейная аппроксимация нелинейной характеристики термопреобразователя, причем наклон для каж-т дого участка аппроксимирующей ломаной хранится в блоке памяти. Основной недостаток устройствапрототипа состоит в том, что кусочно-линейная аппроксимация не обеспечивает достаточной точности измерения . : . : -. Цель изобретения - повышение точ ности измерения путем использования для аппроксимации характеристики термопреобразователя полиномов второй степени. ,. Поставленная цепь достигается тем, что fe цифровой термометр, содержащий термопреобразоватёль, выхо которого соединен с входом времяимпульсного аналого-цифрового преоб разователя, первый регистр, синхровход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход соединен с выходом, а выход с первым входом первого сумматора, блок управления, выходы которого соединены с управляющимивходами аналого-цифрового преобразователя, первого регистра, блока памяти и блока индикации; второй сумматор, введен второй регистр, синхровход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя. управ ляющий вход соединен с вторым входо первого сумматора и первым входом второго сумматора, вход соединен с выходом, а установочный вход - с вторым входом второго сумматора и выходом блока памяти, адресные входы которого соединены с выходом первого регистра и входом блока индикации. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Цифровой термометр содерх ит термопреобразователь 1, аналого-цифровой преобразователь 2 времяимпульсного кодирования, блок 3 управления, первый сумматор 4, первый регистр 5, второй сумматор 6, второй регистр 7, блок 8 индикации, блок 9 памяти. Цифровой термометр работает следующим образом. Весь диапазон измеряемых температур разбивается на ряд- поддиапазонов . Характеристика термопреобразователя , т.е-, зависимость выходного сигнала термопреобразователя ) от температуры 0 на каждом поддиапазоне может а:ппроксимирована . полиномом второй степени , . и„(е)о,р9., постоянные где а д, (32, .., коэффициенты, которые заносятся в блок 9 памяти., Первоначально рассмотрим работу термометра на первом участке аппроксимаций. Напряжение с термопреобразователя, пропорциональное измеряемой температуре, поступает на вход АЦП 2, который преобразует его в пачку импульсов п. До прихода импульсов на входы регистров регистр 5 обнулен, а в регистр 7 из блока 9 памяти занесено число Первый сумматор 4 и первый регистр 5 предназначены для суммирования и хранения результатов. На этих элементах фактически организован накапливающий сумматор, который работает следующим образом. Сумматор 4 складывает содержание регистров 5 и 7, а по каждому импульсу п, поступакяцему на синхровходы регистра 5, эта сумма заносится, в регистр 5.. Для первого синхроиг пульса выходной код регистра 5 Ю ЛЛ второго импульса Vj п-го импульса , h с: о. 0 J Сумматор 6 и регистр 7 работает аналогично, с той лишь разницей, что на первом участке аппроксимации значения приращения на каждый импульс АЦП постоянны. Учитывая, что перёд работой прибора в регистр 7 заносится число , выходной код регистра 7 для пг го импульса будет .o С учетом (3) выражение 12 ) имеет вид аппро ссимирующего полинома второй степени, причем выходной код блока 9 .Пс1мяти является коэффициентом при второй степени, а содержание регистра 7 в начале участка является коэффициентом при линейном члене . . При переходе «а.второй поддиапазон происходит изменениеадреса бло ка 9 памяти, причем значение aS изменяется на а,, Значение выходного кода для этог случая, можно записать в виде . ,)«2(-M (. где а f, - значение регистра прип .импульсов, соответствующих оконча нйю первой поддиапазона. В общем виде для всех участков аппроксимации выражение (5) будет следуннцим; () .+ „п+-- : где . зн.ачение кода tVi г при -Г| тором меняется адрес блока 9. памяти ., а I -- выходные коды блока 9 памяти для каждого (1-го участка аппроксимации ; количество импульсов, срот. ветствурцих окончанию i-го участка аппроксимации. Введение в цифровой термометр второго регистра, а также наличие новых связей между блоками термометра позволяет осуществить кусочно-параболическую аппроксимацию характеристики термопреобразователя и тем самым по-; выси т ь точность измерения температуры..; Такнапример, при использовании термоэлектрического преобразователя ТХК 0-800°С, при 16 участках аппроксимации (блок памяти имеет 16 яч-еек )точн6сть воспроизведения нелинейности составляет 0, при 8-разрядном .аналого-цифровом преобразователе, в то время как в прютотипе точность воспроизведения -нелинейности при тех х:е условиях не превышаг ет 0,6°G.

ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий термопреобразователь, выход которого соединен с входом времяимпульсного аналого-цифрового преобразователя, первый регистр, синхровход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход соединен с выходом, а выход - с пер/ вым входом первого сумматора, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами аналогоцифрового преобразователя, первого регистра, блока памяти и блока индикации, второй сумматор, отличают и и с я тем, ЧТО; с целью повышения точности измерения,, в него введён второй регистр, синхровход которого соединен с выходом анат огоцифрового преобразователя, управляющий вход соедингн с блоком управления, выход соединен с вторым входом первого сумматора и первым входом второго сумматора, вход соединен с выходом, а установочный вход - с вторым входом второго сумматора и выходом блока памяти адресные в:со(Л ды которого соединены с выходом первого регистра и входом блока инди.кации. № СО 4: