Цифровой измеритель температуры Советский патент 1984 года по МПК G01K7/16 

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно цифровым измерителям температуры с коррекцией нелинейности термопреобразователей. По основному авт. св. № 922534 известен цифровой измеритель температуры, содержащий термометр сопротивления, из, выводов которого первым проводом линии связи соединен с зажимом источника тока, вторым проводом - с образцовым резисто ром, аналого-цифровой преобразовате блок индикации и блок управления, один из выходов которого связан с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, реверсивный сче чик и переключатель, подвижной контакт которого соединен с другим зажимом источника тока и с входом ана лого-цифрового преобразователя, а два других неподвижных контакта переключателя соединены с третьим проводом линии связи и с другим выводом образцового резистора соответ ственно, причем выход аналого-цифро вого преобразователя соединен с вхо дами реверсивного счетчика импульсо а дополнительные выходы блока управ ления - с управляющими входами пере ключателя и реверсивного счетчика импульсов С 1.7. Недостатком цифрового измерителя температуры является низкая точност измерения температуры из-за нелиней ности термометра сопротивления. С достаточной точностью зависимость электрического сопротивления термометра сопротивления от темпера туры описывается квадратичной параболой(uUt.,bt) , (1) где и р - сопротивление данного образца термометра сопр тивления соответственно при температуре t и 0С 0 и /3 - постоянные коэффициенты Погрешность измерения температуры от нелинейности будет определяться выражением Х«о/ , (2) , (2) где Э - ток источника тока; . К - коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя. Так, при измерении температуры в диапазоне от О до +200°С при использовании платинового термометра сопротивления погрешность составит 3% Цель изобретения - повышение точности измерения путем учета нелинейности термометра сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель температуры введены решающий блок и сумматор, выход которого соединен с блоком индикации, а входы подключены к выходу решающего блока и выходу реверсивного счетчика, соединенного с входом решающего блока, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом блока управления. На чертеже приведена структурная схема цифрового измерителя температуры. Цифровой измеритель температуры содержит термометр 1 сопротивления, соединительные провода 2-4, образцовый резистор 5, переключатель 6, источник 7 тока, аналого-цифровой преобразватель 8, реверсивный счетчик 9, блок 10 управления, блок 11 индикации, решающий блок 12, сумматор 13, На выходе 14 имеется код температуры, на вход 15 подается постоянная величина, соответствующая выбранному типу термометра сопротивлений. Цифровой измеритель температуры работает в два такта. В первом такте измерения блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в верхнее положение, а реверсивный счетчик 9 в нулевое состояние. При этом на вход аналогоцифрового преобразователя 8 поступает напряжение, пропорциональное величине р термометра сопротивления 1, которое преобразуется в пропорциональное число импульсов. При этом , число, записанное в реверсивном счетчике 9 в конце первого такта будет . () где Кд., и Яд, - сопротивления проводов 2 и 4; - приведенное к входу напряжение дрейфа аналогоцифрового преобразователя 8. Во втором такте блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в нижнее положение, а реверсивный счетчик 9 - в режим вычитания. При этом напряжение, прикладываемое к входу аналого-цифрового преобразователя 8, преобразуется в число импульсов Ф(«0 Р-А2.)р, где Rg - сопротивление образцового резистора 5, величина которого равняется сопротивлению термометра 1 сопротивлений при О °С; Кл2 сопротивление провода 3. Поскольку ( то при равенстве сопротивлений R R результат, записанный в реверсивном счетчике 9 в конце второго такта измерения, будет равен N--N,-Nj KJRpeit KJRj |jtV Из последнего выражения следует, что результат измерения не прямо пропорционален измеряемой температуре и отличается от нее .на величину абсолютной погрешности dN . ДМ . Для уменьшения этой погрешности от полученного в реверсивном счетчике 9 результата вычитается вычисленное в решающем блоке 12 значение поправки N : , где ip результат измерения температуры, полученный в ревер сивном счетчике 9. На выходе сумматора 13 получаем код NJ г М- 4N , N -K: Rp«tt + . Решающий блок 12 запускается сигналом с блока 10 управления, поступающим после окончания второго такта измерения. Время работы решающего блока 12 несоизмеримо мало по сравнению с длительностью тактов измерения, поэтому общее время измерения температуры практически не увеличивается. Постоянная величина Rp/3 подается на вход 15 и зависит от конкретного типа используемого термометра 1 сопротивления. На блоке 11 индикации отображается величина измеренной температуры. Как показывают расчеты и эксперименты, погрешность измерения температуры по сравнению с известным устройством может быть снижена более чем на порядок. Таким образом, наличие в предлагаемом устройстве сумматора и решающего блока выгодно отличает его от известного, так как позволяет повысить точность измерения.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРА ТУРЫ по авт. св. № 922534, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем учета нелинейности термометра сопротивления, в него введены решающий блок и сумматор, выход которох-о соединен с блоком индикации, а входы подключены к выходу решающего блока л реверсивного счетчика, соединенного с входомрешаквдего блока, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом блока управления. (Л с 4 05 to