Цифровой медицинский термометр Советский патент 1992 года по МПК G01K7/00 

Изобретение относится к температурным измерениям, в частности к цифровым термометрам с коррекцией нелинейности термопреобразователя.

Целью изобретения является повышение точности измерения и быстродействия термометра.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 график зависимости выходного напряжения термопреобразователя от температуры; на фиг.З - график зависимости температуры датчика от времени установления.

Цифровой медицинский термометр содержит преобразователь температуры в напряжение 1, аналоговый сумматор 2, формирователь напряжений 3, компаратор 4, блок управления 5, аналого-цифровой

преобразователь (АЦП) 6, блок памяти I, реверсивный счетчик 8 и блок индикации 9. Преобразователь температуры в напряжение 1 формирует напряжение, пропорциональное измеряемой температуре. Он может состоять из термопреобразователя сопротивления, подключенного к источнику тока.

Принцип работы термометра заключается в следующем

При помещении термопреобразователя с начальной температурой То в среду с температурой Тп температура термопреобразователя изменяется по экспоненциальному закону

t

тт То + (Тч - То)/1 - I

(1)

где т- постоянная времени, значение которой зависит от геометрических размеров и материала термопреобразователя;

t-текущее время.

Кривые d, е (фиг.З) отображают изменения температуры времени при перемещении его из сред Toi и То2 в среду Тщ, а кривая f - при перемещении его из той же среды То2 в среду с температурой Тп2.

Если определять значение производной Т при достижении термопреобразователем некоторой фиксированной температуры Тв (фиг.З), то оно будет однозначно связано с температурой среды Тп и не будет зависить от начальной температуры То.

При работе термометра определяется значение величины Т при достижении определенной температуры Тв, а каждому значению Т ставится в соответствие определенное значение Тп. Значение Тп записывается в блок памяти 7 с заданным шагом измерения. При старении термопреобразователя обычно происходит смещение градуировочной характеристики на некоторую величину АЕ, однако кривизна характеристики остается постоянной.

На фиг.2 показано, как изменяется градуировочная характеристика термопреобразователя в зависимости от времени эксплуатации. Кривая а характеризует термопреобразователь в начале эксплуатации; кривые в, с - на эксплуатации.

При работе термометра сигнал с выхода преобразователя 1, изменяющийся по закону (1), поступает на первый вход сумматора 2. На второй вход сумматора 2 поступает с выхода формирователя напряжений 3 напряжение, пропорциональное сдвигу градуировочной характеристики термопреобразователя по напряжению в процессе эксплуатации, значение которого определяется при градуировке термометра.

С выхода сумматора 2 сигнал поступает на вход АЦП 6 и первый вход компаратора 4, на,второй вход которого подается сигнал ЕВ, пропорциональный температуре Тв. При достижении выходным сигналом сумматора 2 значения Ев блок управления 5 по

сигналу с выхода компаратора 4 дважды запускает АЦП 6; Последний преобразует поступающее на его вход напряжение в последовательность импульсов, поступающих на вход реверсивного счетчика 8, работой которого управляет блок управления 5. При первом запуске АЦП реверсивный счетчик 8 работает в режиме сложения, при втором запуске - в режиме вычитания, в результате чего на его выходе формируется код, пропорциональный значению производной сигнала термопреобразователя при температуре Тв. Этот код поступает на адресные входы блока памяти 7, а блок управ5 20 25 30 35 40 45 50. ления 5 дает команду блоку памяти 7 о выдаче из соответствующей ячейки памяти кода температуры, который поступает в блок индикации 9.

Фор мула изобретения Цифровой медицинский термометр, содержащий преобразователь температуры в напряжение, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, блок индикации и блок управления, первый выход которого соединен с запускающим входом аналого-цифрового преобразователя, а второй выход подключен к управляющему входу блока памяти, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены компаратор, формирователь уровня, реверсивный счетчик и аналоговый сумматор, первый вход которого соединен с выходом преобразователя температуры в напряжение, второй вход - с первым выходом формирователя уровня, а выход подключён к информационному входу аналого-цифрового преобразователя и первому входу компаратора, второй вход которого соединен с вторым выходом фор мирователя уровня, а выход подключен к входу блока управления, второй и третий выходы которого соединены соотв тственно с установочным и управляющим входами реверсивного счетчика, счетный вход которого сЬединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход подключен к адресному входу блока памяти, выход которого соединен с блоком индикации.

Фиг.}

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точ- ность измерения и быстродействие медицинского термометра. Устройство содержит преобразователь температуры в напряжение 1, компаратор 4, формирователь уровня напряжения 3, реверсивный счетчик 8, аналоговый сумматор 2. При измерении сигнал с выхода преобразователя 1 поступает на один из входов сумматора 2, на второй вход которого поступает напряжение с формирователя 3, пропорциональное изменению градуировочной характеристики преобразователя 1 в процессе эксплуатации. При достижении сигналом на выходе сумматора 2 значения, пропорционального фиксированной температуре Тв, на выходе реверсивного счетчика 8 формируется код, пропорциональный значению производной сигнала преобразователя 1 при температуре Тв. Результат измерения фиксируется блоком индикации 3. 3 ил.сл

о Тн t; t2 t3 Фае.з