Цифровой измеритель температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K7/16 

KI

Т. г гЧЦ

.-4)-JМ гЧ

-S7 УГ

f

5

1

74

Л7

7J

/2

F

J

// Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей температуры. Целью изобретения является повышение точности измерения путем умень шения ошибки измерения, связанной с нeJшнeйнocтью характеристики термопреобразователя . На чертеже приведена блок-схема цифрового измерителя температуры. Цифровой измеритель температуры содержит термопреобразователь 1 сопротивления, линию связи с проводами 2-4, образцовый резистор 5, переклю .чатель 6, источник 7 тока, аналогоцифровой преобразователь 8, реверсивный счетчик 9, блок 10 управлени блок 11 индикации, решающий блок 12 сумматор 13, Блок управления управляет работо всех элементов устройства и может быть выполнен, например, на основе последовательно включенных генерато ра импульсов, счетчика и дешифратор на выходах которого формируется последовательность управляющих сигналов определенной длительности. В качестве решающего блока может быть использовано любое устройство, обеспечивакщее простые арифметические расчеты по заданной программе, например микроЭВМ, Цифровой измеритель работает в д такта, г В первом такте измерения блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в верхнее положение, а реверсивный счетчик 9 в нулевое состояние При этом на вход аналого-цифрового преобразователя 8 поступает напряжение, пропорциональное величине R |Термопреобразователя 1 сопротивления которое преобразуется в пропорциональ ное число импульсов. При этом число записанное в реверсивном счетчике 9 в конце первого такта, равно N, (,, :ьк,р -ь , (1) где Кд, и R,, - сопротивление проводов 2 и 4; идр - приведенное к входу напряжение дрейфа аналого-цифрового преобразователя; К - постоянный всоэффициент. Во втором такте измерения блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в нижнее положение, а реверсивный счетчик 9 - в режим вычитания, При зтом напряжение, прикладываемое к входу аналого-цифрового преобразователя 8, преобразуется в число импульсовNI (,,+R, ) + Пдр , (2) где RJJ - сопротивление образцового резистора 5, величина которого равняется сопротивлению термопреобразователя 1 при 0°С; R,, - сопротивление провода 3. Поскольку R Ro(1+oit+fit2), то при равенстве сопротивлений R R,2 результат, записанный в реверсивном счетчике в конце второго такта, измерения, равен ,-N KIR ctt+KIRQ|it2. (3) Так как в конце второго такта информация на выходе решающего блока 12 отсутствует, то на выходе 14 сумматора 13 получается код N. Из последнего выражения следует, что результат измерения, полученный после второго измерительного такта, не прямо пропорционален измеряемой температуре и отличается от нее на величину абсолютной погрешности UN KIRo /3 С2(4) Для уменьшения этой погрешности от полученного в реверсивном счетчике 9 результата вычитается вычисленное в решающем блоке 12 значение поправки UN К I-Rofitp , rjD;e tp - результат измерения температуры, полученный в реверсивном счетчике 9. Решающий блок запускается сигналом обработки с блока 10 управления, поступающим после второго такта измерения. В результате, после окончания работы решающего блока 12, на выходе сумматора 13 получаем код : N К I-R ctt+K I/, Rjt2-tp), (6) который отличается от кода измеряемой температуры на величину абсолют- ной погрешности uN, К I.R p(t2-tp). Для дальнейшего уменьшения этой погрешности от полученного в реверсивном счетчике 9 результата вычита ётся вычисленное в решающем блоке 1 новое значение поправки дН К I Ropt|:, где t. - скорректированный результа измерения температуры, полу ченный на выходе сумматора 13 после первого запуска р шающего блока 12. Для этого решающий блок 12 повтор но запускается сигналом обработки с блока 10 управления. В результате, после окончания работы решающего бло ка 12 на выходе сз матора 13 получаем код N KIRo«it + KIpR(t2-t2 ) Новое значение абсолютной погрешност определяется выражением uN К I ,(t-t)(t+t), которое в несколько раз меньше погрешности прототипа. Так как время работы решающего блока 12 несоизмеримо мало по сравнению с длительностью тактов измерения, то общее время измерения температуры по сравнению с известным прак тически не увеличивается. Постоянная величина КШойв соответствующем коде подается на вход 15 решающего бло ка и зависит от конкретного типа используемого термопреобразователя сопротивления. Формула изобретения Цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, первый вывод которого . соединен двумя проводами линии связи соответственно с первыми выводами образцового резистора и источника тока, а второй вывод подключен через третий провод линии связи к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с вторым выводом образцового резистора, а выход подключен к второму выводу источника тока, аналого-цифровой преобразователь, входы которого соединены с вьшодами источника тока, а выходы соответственно подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу решающего блока, а выход соединен с блоком индикации, блок управления, выходы которого соответственно соединены с управляющими входами реверсивного счетчика, аналого-цифрового преобразователя, решающего блока и переключателя, Отличающийся тем, что, с целью повьшгения точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, связанной с нелинейностью характеристики термопреобразователя, в нем вход решающего блока соединен с выходом сумматора.

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошибки измерения, связанной с нелинейностью характеристики термопреобразователя. Устройство работает в два такта. В первом такте блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в верхнее положение, а реверсивный счетчик 9 - в нулевое состояние, а на вход аналого-цифрового преобразователя 8 поступает напряжение, которое преобразуется в пропорциональное число импульсов. Во втором такте измерения блок 10 управления устанавливает переключатель 6 в нижнее положение, а реверсивный счетчик 9 - в режим вычитания, в результате измерение отличается на величину абсолютной погрешности от измеряемой температуры. Для уменьшения этой погрешности от полученного в реверi сивном счетчике 9 результата вычитается вычисленное в решающем блоке 12 (Л значение поправки, а на выходе сумматора 13 получается код, отличающийся от кода измеряемой температуры на величину абсолютной погрешности, 1 шт.