Цифровой термометр Советский патент 1984 года по МПК G01K7/01 G01K7/00 

Изобретение относится к термометрии, а именно к цифровым термометрам с нелинейной характеристикой термообразователя.

Известен цифровой термометр,имеющий термопреобразователь, стабилизатор тока, усилитель постоянного тока, генератор линейно нарастающего напряжения, схему сравнения, схему переключения, генератор квантующих импульсов, временный селектор и цифровой счетчик с цифровым селектором С13.

Этот термометр имеет низкую точность измерения вследствие того, что при нелинейной характеристике датчика возникает дополнительная погрешность измерения, обусловленная нелинейностью.

Наиболее близким к предлагаемому iявляется цифровой термометр, содержащий преобразователь температуры в напряжение выход которого подключен к первому входу усилителя посто янного тока, схему сравнения, входы которой соединены с выходами усилителя постоянного тока и генератора линейно нарастающего напряжения, а выход подключен к управляющему входу селектора временных импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к входу счетчика импульсов, выход которого соединен с входом цифрового индикатора, дешифратор, входы которого соединены с выходом счетчика икшульсов, а выходы подключены к управляющим входам f ключей соответственно, выходы которых через образцовые резисторы подключены к второму входу усилителя, соединенному через резисторы обратной связи с выходом усилителя и общей шиной усилителя 2.

Однако известный термометр не обладает достаточно высокой точностью измерения. Это вызвано тем, что линеаризация характеристики термопреобразователя осуществляется только измерением ее крутизны путем умножения сигнала термопреобразователя на постоянный, в пределах каждого участка аппроксимаций, коэффициент. Это в свою очередь приводит к скачкообразным отклонениям фактической характеристики термопреобразователя от линейной зависимости и вносит определенную погрешность в конечный результат измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры за счет более точного приближения характеристики термопреобразователя к линейной зависимости.

Поставленная цель достигается тем что в цифровой термометр, содержащий преобразователь температуры в напряжение, выход которого подключен к

первому входу усилителя постоянного тока, схему сравнения, входы которой соединены с выходами усилителя постоянного тока и генератора линейно нарастакядего напряжения, а выход подключен к управляющему входу селектора временных импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к входу счетчика импульсов, выход которого соединен с входом цифрового индикатора, дешифратор, входы которого соединены с выходом счетчика импульсов, а выходы подключены к управляющим . входам п ключей, выходы которых через образцовые резисторы подключены к второму входу усилителя, соединенному через резисторы обратной связи с выходом усилителя и общей шиной усилителя, дополнительно введены п источников напряжения смещения, каждый из которых включен между общей шиной усилителя и входом соответствующего ключа.

На фиг. 1 приведена функциональная схема цифрового термометра; на фиг. 2 - графическая интерпретация предлагаемого метода линеаризации {изменения выходного сигнала термометра в зависимости от температуры при коррекции нелинейности термопреобразователя и без коррекции).

Цифровой термометр содержит преобразователь 1 температуры в напряжение, включакадий в себя, например, термопреобразователь 2 сопротивления, подключенный к источнику 3 напряжения, и усилитель 4, усилитель 5 постоянного тока с резисторами 6 и 7, образующими цепь обратной связи, схему 8 сравнения, генератор 9 линейно нарастающего напряжения, временной селектор 10, генератор 11 импулсов, счетчик 12, дешифратор 13 участков аппроксимации, цифровой индикатор 14, образцовые резисторы 15.1... 15rt,, число которых равно числу участков аппроксимации, ключи 16.1,..., 16п, источники 17,1, ,.., 17г напряжения смещения.

Конструкция источников напряжения смещения может быть любой. Например, каждый из источников напряжения смещения может содержать делитель напряжения - реохорд 18.1, подключенный к выходу источника 3 напряжения и согласующий элемент 19.1.

Дешифратор 13 участков аппроксимации представляет собой запоминающее устройство с числом выходовf равным числу участков аппроксимации.

Цифровой термометр работает следующим образом.

На выходе преобразователя температуры в напряжение формируется сигнал напряжения, нелинейным образом зависящий от измеряемой температуры. Это

ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий преобразователь температуры в напряжение, выход которого подключен к первому входу усилителя постоянного тока, схему сравнения, входы которой соединены с выходами усилителя постоянного тока и генератора линейно нарастающего напряжения, а выход подключен к управляющему входу селектора временных импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к входу счетчика импульсов, выход которого соединен с входом цифрового индикатора, дешифратор, входы которого соединены с выходом счетчика импульсов, а выходы подключены к управляющим входам п ключей, выходы которых через образцовые резисторы подключены к второму входу усилителя, соединенному через резисторы обратной связи с выходом усилителя и общей шиной усилителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повы- о шения точности измерений, в него до S полнительно введены п источников на(Л С пряжения смещения, каждый из которых включен между общей шиной и входом соответствующего ключа. va 4 С5