Цифровой измеритель температуры Советский патент 1985 года по МПК G01K7/24 

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к переносным цифровым измерителям -температуры, предназначенным для измерения в ограниченном температур .. ном диапазоне, и может быть использовано как медицинский термометр. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешности измерения, связанной с неточностью градуировки и упрощения процесса градуировки. На чертеже представлена функцио нальная схема цифрового измерителя температуры. Цифровой измеритель температуры содержит источник 1 напряжения, при чем он может быть нестабилизирован ным, термопреобразователь 2 сопротивления (термистор), корректирующие резисторы 3 и 4, которые необхо димы для линеаризации и Армировани характеристики термопреобразователя в том случае, если предполагается использовать термопреобразователи с большим разбросом параметров, пер вый резистор 5, второй резистор 6, третий резистор 7, первый потенциометр 8, второй потенциометр 9, четвертый и пятый резисторы 10 и 11, аналого-цифровой преобразователь ( АЦП) 12 и блок 13 цифровой индикации, В качестве АЦП 12 могут быть использованы стандартные интегральные АЦП двухтактного интегрирования. Опорное напряжение для аналогоцифрового преобразователя снимается с выводов потенциометра 8. Резистор 6 с потенциометром 9; образуют регулируемый делитель напр жения, которьш совместно с резисторами 10 и 11 необходим для смещения уровня постоянной составляющей изме ряемого сигнала. Измеритель температуры работает следующим образом. На выходе делителя напряжения, образованного резистором 6 и потенц метром 9, формируется напряжение смещения, пропорциональное начально температуре диапазона измеряемых те ператур, которое через резистор 11 поступает на сигнальный вход АЦП 12 На выходе мостовой схемы, образо ванной термопреобразователем 2, резисторами 3, 4, 5и7и потенциомет ром 8 формируется напряжение, пропор 82 циональное отклонению измеряемой температуры от температуры, соответствующей начальной температуре диапазона измерения. Это напряжение через резистор 10 поступает на вход АЦП 12, где суммируется с напряжением смещения. Значение сопротивлений резисторов 10 и 11 выбирается большим, чем значение резисторов мостовой схемы, при этом на сигнальном входе АЦП 12 будет создаваться напряжение, пропорциональное измеряемой температуре. Это напряжение преобразуется аналого-цифровьм преобразователем в цифровой код, который поступает в блок индикации, где отображается на цифровом индикаторе. Выходной код АЦП 12 не зависит от изменений напряжения источника 1, так как опорное напряжение, напряжение смещения и напряжение на выходе мостовой схемы формируются при помощи одного источника напряжения, что также ведет к повышению точности измерения. При использовании высокочувствительного АЦП с автоматической коррекцией нуля (например, микросхемы К572ПВ2) напряжение питания может изменяться на 20% без изменения по-казаний измерителя температуры. Градуировка измерителя температуры, обеспечивающая высокую точность измерения., например, в диапазоне 34,0-42,, производится следующим образом. Первоначально термопреобразователь размещают в среде с температурой t 34 С или включают вместо термопреобразователя эталонньй резистор с сопротивлением, равным сопротивлению термопреобразователя, при t 34 С. Резистор 11 отсоединяют от движка потенциометра 9. Изменяя сопротивление резистора 5 и соответственно компенсируя аддитивную составляющую полезного сигнала, устанавливают нулевое показание на индикаторе блока индикации. При этом изменение положения движка потенциометра 8 не влияет на результат измерения. Далее размещают термопреобразо- ватель при 42°С или включают вместо термопреобразователя резистор с сопротивлением, равным сопротивлению термопреобразователя при t , Изменяя положение движка

3 11776884

потенциометра 8, т.е. изменяя велиют термопреобразователь при ,

чину опорного напряжения, подавае-подключают резистор 11 к движку помого на опорньш вход АЦП 12, уста-тенциометра 9 и, изменяя его полонавливают на индикаторе значение,жение, устанавливают на индикаторе

равное , т, е. равное величине5 значение, равное 34 С. На этом градиапазона измерения. Далее размеща-дуировка заканчивается.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕ РАТУРЫ, содержащий источник напряж ния, первый вывод которого подключен к первым выводам первого и вто рого резисторов и через последовательно включенные третий резистор и термопреобразователь сопротивления соединен со своим вторым вьшод аналого-цифровой преобразователь. выход которого подключен к блоку индикации, а общий вход соединен с вторым выводом первого резистора, и четвертый и пятый резисторы, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерения за счет устранения погрешности измерения, связанной с неточностью градуировки, и упрощения процесса градуировки, в него введены два потенциометра; , включенные крайними выводами соответственно между вторым вьшодом источника напряжения и вторыми выводами первого и второго резисторов, при этом движок первого потенциометра, соединен с опорным входом аналого-цифрового преобразователя, сигнальный вход которого соответственно через четвертьй и пятый резисторы подключен к точке соединения третьего резистора с термопреобразователем сопротивления и к движку второго потенциометра.