Цифровой термометр Советский патент 1991 года по МПК G01K7/22 

Изобретение относится к технике измерения температур.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого цифрового термометра.

Цифровой термометр состоит из полупроводникового терморезистора 1 с положительным ТКС, источника 2 опорных напряжений, дифференциального усилителя 3 постоянного тока, прецизионного источника 4 постоянного тока, блока 5 сравнения, элемента 6 задержки, генератора 7 экспоненциально убывающего напряжения, быстродействующего усилителя 8, блока 9 обработки информации, дисплея 10 и коммутатора 11 сопротивлений, схемы 12 термостатирования объема с элементами измерительной части.

Цифровой термометр работает следующим образом.

Терморезистор 1 запитывается стабильным током прецизионного источника 4 постоянного тока, величина которого выбирается по критерию

Рр | 2RT Рдоп,

где Рр и Рдоп - соответственно мощность рассеиваемая терморезистором и допустимая мощность рассеивания (по паспорту),

I - ток, пропускающий через терморезистор,

RT - сопротивление терморезистора Сопротивление RT терморезистора определяется по формуле

RT А е

где А и В - постоянные терморезистора Т - температура в градусах Кельвина е - основание натуральных логарифмов Падение напряжения VT на терморезисторе, выраженное формулой VT I Ят, поступает на вход дифференциального усилителя 3 постоянного тока, где усиливается с необходимым коэффициентом усиле

ИКНН|

О

ел ю

2

(Я

ния, определяемым коммутатором 11 сопротивлений, с выхода усилителя 3 напряжения

, где К - коэффициент усиления усилителя 3.

Напряжение V т1 поступает на вход блока 5 сравнения.

Генератор 7 экспоненциально убывающего напряжения в начальный момент времени to имеет на выходе напряжение, равное опорному, затем напряжение экспо ненциально убывает по закону

Vr Von.(1-Von. e° ) где Vr и Von соответственно напряжение с выхода генератора 7 и опорное;

t- текущее время;

г - постоянная времени генератора 7, определяемая номиналом резистора коммутатора 11 сопротивлений,

Напряжение Vr подается на вход быстродействующего усилителя 8, где усиливается

Vr1 Vr- К, где V г напряжение на выходе усилителя 8;

К - коэффициент усиления усилителя 8, численно равный коэффициенту усиления усилителя 3, и также определяемый коммутатором 11 сопротивлений.

Далее сигнал поступает на вход блока 5 сравнения, где в момент ti происходит сравнеие V г и V т 1,блок 5 сравнения вырабатывает импульс, запускающий элемент 6 задержки, который вырабатывает импульс, возвращающий генератор 7 в первоначальное состояние. Длительность импульса элемента 6 задержки зависит от номинала резистора коммутатора 11.

С выхода блока 5 сравнения импульсы поступают на вход блока 9 обработки информации, где считаются, преобразуются, пересчитываются по шкале Кельвина в показания по шкале Цельсия, после чего индицируются на дисплее 10.

Сопротивление коммутатора 11 - прецизионные.

С целью повышения стабильности преобразования температуры в частоту, измерительная часть помещена в замкнутый объем термостатируемый около точки + 40° С с точностью ± 0,25° С специальной схемой 12 термостатирования, выполненной по

схеме термостата непрерывного действия. Формула изобретения Цифровой термометр, содержащий соединенные последовательно источник опорных напряжений, полупроводниковый

терморезистор, дифференциальный усилитель постоянного тока, блок сравнения, выход которого является выходом устройства и подключен через элемент задержки к первому входу генератора экспоненциально

убывающего напряжения, второй вход которого соединен с вторым выходом источника опорных напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены прецизионный источник постоянного тока, коммутатор сопротивлений и быстродействующий усилитель, при этом вход прецизионного источника постоянного тока соединен с третьим выходом источника опорных напряжений,

первый выход- с вторым входом усилителя постоянного тока и с первым выходом источника опорных напряжений, а второй выход прецизионного источника постоянного тока соединен с первым входом усилителя

постоянного тока, при этом вход быстродействующего усилителя соединен с выходом генератора экспоненциально убывающего напряжения, а выход - с аторым входом блока сравнения, соответствующие выводы

коммутатора сопротивлений соединены с соответствующими входами генератора экспоненциально убывающего напряжения, дифференциального усилителя, элемента задержки и быстродействующего усилителя, кроме того, в качестве полупроводникового терморезистора используется полупроводниковый терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления, а усилитель постоянного тока выполнен дифференциальным.

Изобретение относится к технике измерения и предназначено для измерения температуры с промежуточным преобразованием ее в частоту следования импульсов с последующим отображением информации. Целью изобретения является повышение точности измерения температуры Цифровой термометр состоит из полупроводникового терморезистора 1 с положительным ТКС, источника 2 опорных напряжений, дифференциального усилителя 3, прецизионного источника 4 постоянного тока, блока 5 сравнения, элемента 6 задержки, генератора 7 экспоненциально убывающего напряжения, быстродействующего усилителя 8, блока 9 обработки информации дисплея 10, прецизионного коммутатора 11 1 ил