Цифровой термометр для дистанционного измерения температуры Советский патент 1990 года по МПК G01K7/16 

N а,(Кг+ R5 + R,) + a0. (4) 25

RI(RT+ R4 + RJ)

R

R7 + R +

R,

(8)

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить быстродействие. Весь процесс измерения осуществляется за пять тактов. В первом такте к входу АЦП 11 подключается первый эталонный резистор 7, во втором такте - второй эталонный резистор 8. В третьем такте подключается термопреобразователь сопротивления (терморезистор) 1 с параллельно подсоединенной к нему цепью, состоящей из сопротивлений проводов 3 и 4 и резистора 7. В четвертом такте к входу АЦП 11 подключается цепь, состоящая из последовательно включенных терморезистора 1 и сопротивлений проводов 2 и 5. В пятом такте подключается цепь из последовательно включенных терморезистора 1 и сопротивлений проводов 3 и 4. По окончании пятого такта микропроцессорный блок 12 осуществляет вычисление сопротивления термопреобразователя сопротивления и передачу вычисленного значения в блок 13 индикации. 2 ил.

Этот цифровой код поступает через регистр 17 ввода-вывода в ОЗУ 15 микропроцессорного блока 12.

В пятом такте микропроцессорный блок 12 формирует последовательность команд, по которым ключ 10 остается замкнутым, замыкаются ключи Б и В коммутатора 6, остальные его ключи и все ключи коммутатора 9 разомкнуты К входу АЦП 11 подключена цепь, состоящая из последовательно включенных сопротивлений R-, R. и R4. На выходе АЦП 11 формируется цифровой код

N a/R, + R3 + R4) + а0. (5)

На этом цикл работы коммутаторов закончен. Микропроцессорный блок 12 вычисляет сопротивления термопреобразователя R, и передает вычисленное значение К1 в блок 13 индикации.

Так как значения R1 и R. записа- 50 ны в ПЗУ 16 до начала работы устройства в виде констант, то на третьем такте по уравнениям

а NI Na . R, - R.

- Nf RT N,- RJ

RT - R8

На пятом такте измерения микропроцессорный блок 12 вычисляет выражение, полученное из уравнения (4)

N а

ЈЈ-±2. R, + R(r + Rj

1 1

Цифровой код результата этого вычисления

N.

N Nqo

N«. N«,

Rt

R +

Rf.(9)

i MI

Но окончании 5-го такта микропроцессорный блок 12 вычисляет выражение

N1

ai

R, + R3 + R445

Это выражение получено из уравнения (5). Цифровой код результата этого вычисления

N,

N.$. .N«0 R + R . R /1П«7 irr Ki кэ + R4 uu

«, Noi,

Решением системы уравнений (8), (9) и (10) является выражение

55

R, V(N4 - NjXN. + R7). (11)

Так как в правую часть выражения (11) входят величины, цифровые значения которых уже находятся в

микропроцессорном блоке 12, микропроцессорный блок 12 вычисляет значение R(, которое соответствует измеренному значению температуры.

Как видно, результат измерения 1Ц не зависит от значений R.2, R3, R4 и lls, т„е. от сопротивлений проводов Линий связи, а также от а., и а„„ (Q Цосле вычисления сопротивления термо- г реобраэователя определяется температура в соответствии с полиномом, Аппроксимирующим градуировочную характеристику термопреобраэователя. 15

Формула изобретения

Цифровой термометр для дистанцион- ijoro измерения температуры, содержа- Q щий термопреобразователь сопротивле- , подключенный первым выводом ч;ерез первый, а вторым выводом че- второй и третий провода линии связи, к первому,, второму и третьему 25 выходам первого коммутатора соответственно, первый -эталонный резистор, подключенный первым выводом к первоКАЦПП

му входу второго коммутатора, второй эталонный резистор, подключенный первым выводом к второму входу второго коммутатора, а вторым выводом - к четвертому входу первого коммутатора, микропроцессорный блок, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а первый выход - с управляющими входами первого и второго коммутаторов, и блок индикации, соединенный с вторым выходом микропроцессорного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен ключ, первый вход которого подключен через четвертый провод линии связи к первому выводу термопреобразователя сопротивления, управляющий вход соединен с третьим выходом микропроцессорного блока, а выход - с вторым выводом первого эталонного резистора и с четвертым входом первого коммутатора, второй вход которого соединен с первым и вторым выходами второго коммутатора, а выходы - с соответствующими входами аналого-цифрового преобразователя.