Цифровой термометр Советский патент 1991 года по МПК G01K7/00 

s

Ј

Изобретение относится к области температурных измерений и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения погрешностей измерения, вызванных разбросом параметров термопреобразователей. Управляемый источник 5 напряжен ния компенсации формирует набор1 напряжений, величина которых равна падению напряжения на каждом термопреобразователе - диоде 1.11.п при нулевой температуре. Управляемый источник 6 опорного напряжения формирует набор напряжений, соответствующий крутизне преобразования каждого термопреобразователя. Аналого-цифровой преобразователь 4, на который поступает с выхода коммутатора 2 напряжение с термопреобразователя, преобразует его в цифровой код. пропорциональный температуре. 1 ил.

1.П

С

00 Ю со ю

±

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к многоточечным цифровым термометрам, и может быть использовано при проверке тепловых режимов различных объектов.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения погрешностей измерения, связанных с разбросом параметров термопреобразователей, а также повышение быстродействия.

На чертеже приведена блок-схема цифрового термометра.

Цифровой термометр содержит п

термопресгбразователей 1 .11.п,

коммутатор 2, стабилизатор 3 тока, аналого-цифровой преобразователь 4 двойного интегрирования (АЦП), управляемый источник 5 напряжения компенсации, управляемый источник 6 опорного напряжения и цифровое индикаторное устройство 7.

В качестве термопреобразователей

p-n-перехода, например кремниевые диоды. Использование диодов позволяет обеспечить высокое быстродействие термометра. Однако в термометре могут быть использован ы и термопреобразователи сопротивления.

АЦП 4 может быть реализован на микросхеме К572ПВ2А.

Управляемый источник 5 напряжения компенсации должен формировать набор напряжений Uki, значение которых равно падению напряжения на каждом i-м термопреобразователе при нулевой температуре.

Управляемый источник 6 опорного напряжения должен формировать набор напряжений Uoi, значение которых пропорционально крутизне преобразования каждого 1-го термопреобразователя. Источники 5 и б должны быть связаны с коммутатором 2 так, чтобы при подключении к входу коммутатора первого термопреобразователя на выходах источников 5 и 6 были напряжения DM, Dot. При подключении второго термопреобразователя - Uk2, U02 и т.д. Это можзт быть достигнуто с помощью механической или электрической связи между управляющими элементами или входами коммутатора и источников 5 и 6 напряжения.

Цифровой термометр работает следующим образом.

Через выбранный с помощью коммутатора 2 термопреобразователь пропускается стабильный ток в прямом направлении от

стабилизатора 3 тока. На термопреобразователе (диоде) формируется напряжение

Ui - Uki - Ki(T -To),

О)

где Т - текущая температура;

Uki - постоянное напряжение на диоде при Т Т0;

К| - крутизна преобразования диода

(для полупроводниковых диодов значение KI в зависимости от используемого образца лежит в пределах 2,2-2,4 мВ/град).

Напряжение Ui подается на информационный вход АЦП 4, на второй опорный вход

подается напряжение компенсации Uki для данного диода, равное падению напряжения на диоде при Т 0°С. В этом случае при Т 0°С выходной код АЦП 4 равен нулю. Если температура диода не равна нулю, то

на выходе АЦП 4 формируется цифровой код, значение которого определяется выражением

25

м JSLL

N- U0|

Так как для данного термопреобразователя выполняется равенство KI Uoi, то выходной код N АЦП 4 будет однозначно соответствовать измеряемой температуре в градусах Цельсия.

Подбор значений величин Uki и Uoi для каждого i-ro термопреобразователя осуществляется при градуировке термометра. Для

этого термопреобразователи вначале помещают в среду с нулевой температурой, а затем - с известной температурой и, соответственно, подбирают значения величин Uki и Uoi.

Формула изобретения Цифровой термометр, содержащий п термопреобразователей, первые выводы которых подключены к информационным

входам коммутатора, стабилизатор тока, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом цифрового индикаторного устройства, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности

измерения, в него введены управляемый источник напряжения компенсации и управляемый источник опорного напряжения, выход которого соединен с первым опорным входом аналого-цифрового преобразователя и вторым опорным входом аналого-цифрового преобразователя и первым входом управляемого источника налряжения компенсации, второй выход которого подключен к общей шине термомет

pa, соединенной с вторыми выводами тер-мационным входом аналого-цифрового премопреобразователей и первым выходомобразоватепя, при этом управляющий вход

стабилизатора тока, второй выход которогокоммутатора связан с управляющими вхоподключен к дополнительному входу комму-дами управляемых источников опорного нататора, выход которого соединен с инфор-5 пряжения и напряжения компенсации.