Цифровой измеритель температуры Советский патент 1992 года по МПК G01K7/00 

VI

сл ы

СлЭ

2

Изобретение относи тек к области температурных измерений, а именно к цифровым измерителям температуры, в которых в качестве термопреобразователя используется полупроводниковый диод.

Целью изобретения является повышение точности измерения и быстродействия.

На чертеже приведена схема цифрового измерителя температуры.

Цифровой измеритель температуры содержит источник 1 тока, три источника 2-4 опорных напряжений, термопреобразователь - полупроводниковый диод 5, усилитель 6, вычитающий усилитель 7, преобразователь 8 уровня сигнала, делитель 9 напряжения, аналого-цифровой преобразователь 10 поразрядного уравновешивания, цифро-аналоговый преобразователь 11, устройство 12 сравнения и блок 13 регистрации.

Цифровой измеритель температуры работает следующим образом.

Ток от источника 1 тока проходит через термопреобразовзтель 5, создавая на нем падение напряжения 1)т Do + Кт Т, где Uo - постоянное напряжение; Кт - постоянный коэффициент; Т-температура, К. Это напряжение поступает через усилитель 6 с коэффициентом усиления К на один из входов первого вычитающего усилителя 7, на второй вход которого подается напряжение U от первого источника 2 опорного напряжения, величина которого устанавливается равной напряжению U0 К. В результате на выходе усилителя 6 формируется напряжение 1)б К Кт Т, которое поступает через масштабный преобразователь уровня сигнала 8 на первый вход делителя напряжения 9. Преобразователь уровня сигнала 8 необходим для обеспечения возможности получения результата измерения температуры в градусах Цельсия. Он может быть выполнен, например, на основе суммирующего усилителя и переключателей, обеспечивающих подключение к входу суммирующего усилителя сигнала с выхода источника 3 опорного напряжения. Для получения результата температуры в градусах по шкале Кельвина коэффициент передачи суммирующего усилителя должен быть равен единице, источник 3 опорного напряжения должен быть отключен от входа усилителя. Для получения результата измерения по шкале Цельсия из сигнала Ue должно вычитаться постоянное напряжение , значение которого выбирается таким образом, чтобы обеспечить требуемый температурный сдвиг шкалы. Напряжение Коз формируется с помощью источника 3 опорного

напряжения. Делитель 9 напряжения необходим для нормировки сигнала, поступающего на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП 10. Требуемый

уровень сигнала на входе АЦП устанавливается путем установки соответствующего напряжения на выходе источника 4 опорного напряжения.

Сигнал с выхода делителя 9 напряжения

поступает на вход АЦП 10 поразрядного уравновешивания. АЦП 10 преобразует напряжение, поступающее с выхода делителя 9, в цифровой код, который поступает на вход цифроаналого преобразователя 11

и вход блока 13 регистрации. (Цепи запуска АЦП 10 не показаны). Цифроаналоговый преобразователь 11 преобразует цифровой код в аналоговый сигнал, который поступает на второй вход устройства 12 сравнения, на

первый вход которого поступает входной сигнал АЦП 10. В момент окончания работы АЦП 10 сигнал на выходе ЦАП 11 равен сигналу, поступающему на вход АЦП 10, в результате чего на выходе устройства сравнения появится сигнал, сигнализирующий об окончании процесса измерения и обеспечивающий фиксацию результата измерения в блоке 13 регистрации.

Формула изобретения

Цифровой измеритель температуры, содержащий в качестве термопреобра зо- вателя полупроводниковый диод, подключенный к источнику тока, два источника

опорного напряжения, аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к блоку регистрации, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия, в него введены вычитающий усилитель, преобразователь уровня сигнала, цифроаналоговый преобразователь, третий источник опорного напряжения, делитель напряжения, устройство сравнения и усилитель, вход

которого соединен с выводами полупроводникового диода, а выход подключен к первому входу вычитающего усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого источника опорного напряжения, а выход

соединен с первым входом преобразователя уровня сигнала, второй вход которого соединен с выходом второго источника опорного напряжения, а выход подключен к первому входу делителя напряжения, второй вход которого соединен с выходом третьего источника опорного напряжения, а выход подключен к входу аналого-цифрового преобразователя и первому входу устройства сравнения, выход которого соединен с

управляющим входом блока регистрации, а

второй вход подключен к выходу цифроана- соединен с выходом аналого-цифрового логового преобразователя, вход которого преобразователя.

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения и быстродействие. Сигнал с термопреобразователя полупроводникового диода 5, подключенного к источнику 1 тока, поступает через усилитель 6, вычитающий усилитель 7, преобразователь 8 уровня сигнала, делитель 9 напряжения на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10 и первый вход устройства 12 сравнения. Цифровой код с выхода АЦП 10 поступает на вход блока 13 регистрации и вход цифроа- налогового преобразователя 11, сигнал с выхода которого поступает на второй вход устройства 12 сравнения, вырабатывающего сигнал окончания измерения в момент равенства входных сигналов. 1 ил.