Электронный термометр Советский патент 1993 года по МПК G01K7/22 

Изобретение относится к средствам измерения температуры с полупроводниковыми термочувствительными элементами и может найти применение в медицине.

Известен электронный термометр с полупроводниковым терморезистором, в котором повышение быстродействия и точности измерения достигается путем предварительного подогрева терморезистора перед каждым измерением до температуры, близкой к ожидаемой.

Известны также электронные термометры с пленочным полупроводниковым терморезистором, расположенным в капсуле термометра, позволяющие повысить быстродействие измерения путем установки в

капсуле температуры, близкой к измеряемой, например, 36°С и поддержанием ее постоянной в процессе работы за счет применения в качестве нагревателя полупроводникового резистора, имеющего большой положительный температурный коэффициент сопротивления, благодаря чему обеспечивается постоянство температуры даже при наличии флуктуации напряжения питания и температуры окружающей среды.

Недостатком известных термометров . является зависимость точности и быстродействия измерения от величины контролируемой температуры, причем погрешность термометра и время измерения тем выше, чем больше отклонение температуры контXI

о ел

О)

о

XI

ролируемого объекта от температуры в капсуле термометра.

Задачей изобретения является повышение точности и быстродействия измерения температуры.

Для решения поставленной задачи в электронном термометре, содержащем корпус, в„ кодером установлены капсула с пленочным полупроводниковым терморезистором, на подложке, включенным в одно из плеч электрической мостовой схемы, одна диагональ которой подсоединена к источнику питания, а вторая - к входу электронного усилителя, выход которого соединен с входом индикатора, нагреватель, выполненный в виде электронного повторителя, пленочный полупроводниковый позистор, включенный в выходную цепь нагревателя, который расположен на подложке параллельно терморезистору, при этом на противоположной стороне подложки, обращенной к терморезистору, расположены элект-. рическая мостовая схема и выводы терморезисторов, введен второй полупроводниковый терморезистор, который установлен на подложке первого полупроводникового терморезистора, а его выводы расположены на противоположной стороне подложки и включены в управляющую цепь нагревателя.

Для повышения надежности капсула с терморезисторами выполнена в виде цилиндра и установлена в корпусе с помощью пружинного фиксатора.

На фиг.1 изображен электронный термометр, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - его структурная схема; на фиг.З - графики, поясняющие работу термометра.

Электронный термометр содержит корпус 1, в котором установлена капсула 2, нагреватель 3, выполненный в виде электронного повторителя, электронный усилитель 4, индикатор 5 и источник питания 6.

В капсуле 2 установлена втулка 7, на которой расположен плёночный полупроводниковый терморезистор 8 на подложке и параллельно ему на подложке 9 - пленочный полупроводниковый позистор 10. На подложке терморезистора 8 установлен с помощью теплопроводного клея 11 второй полупроводниковый терморезистор 12, например, бусинкового типа. На противоположной стороне подложки 9, обращенной к терморезисторам 8 и 12; размещена электрическая мостовая схема 13 и выводы 14 и 15 терморезисторов 8 и 12. Наружная поверхность терморезистора 8 покрыта тепло- проводящей эмалью 16, допускающей обработку антисептическими средствами.

образующей сферическую поверхность 17 для надежного контакта чувствительного элемента с мягкими тканями контролируемого объекта.

Капсула 2 выполнена в виде цилиндра и установлена в корпусе 1 с помощью пружинного фиксатора 18, что обеспечивает возможность изменения капсулы 2 из корпуса 1 и доступ к элементам электрической мос0 товой схемы 13 и узлам, расположенным в капсуле 2, в случае их проверки, замены и настройки.

Соединительные провода 19, проходящие через осевое отверстие 20 капсулы 2,

5 имеют длину, допускающую извлечение ее из корпуса 1 на расстояние до 100 мм.

Полупроводниковый пленочный терморезистор 8 включен в одно из плеч электрической мостовой схемы 13, одна диагональ

0 которой подсоединена к источнику питания 6, а другая - ко входу электронного усилителя 4, выход которого соединен со входом индикатора 5.

К источнику питания 6 подсоединен на5 греватель 3, в выходную цепь которого включен полупроводниковый позистор 10, мощность рассеяния на котором определяется величинами его сопротивления и сопротивления второго полупроводникового

0 терморезистора 12, образуюа его с резистором 21 управляющую цепь 22 нагревателя 3. Для обслуживания электронного усилителя 4 и источника питания 6 в нижней части корпуса 1 установлена резьбовая крышка

5 23.

Электронный термометр работает следующим образом.

При включении напряжения питания происходит нагрев объема капсулы 2 и всех

0 расположенных в ней элементов полупроводниковым пленочным позистором 10. Повышение температуры в капсуле 2 вызывает уменьшение сопротивления RT полупроводникового терморезистора 12, что приводит

5 к росту напряжения Ua в точке а управляющей цепи 22 нагревателя 3 и к повышению падения напряжения на позисторе 10 и рассеиваемой им мощности Рп. Скорость разогрева позистора 10 зависит от текущей

0 температуры и замедляется с ее повышением из-за резкого роста сопротивления Rn позистора 10. Подбором характеристики терморезистора 12 и позистора 10 можно обеспечить л юбуго исходную величину разо5 грева позистора 10, то есть любую исходную температуры То в капсуле перед началом измерения (см. фиг.З).

При измерении температуры терморезистор 8, включенный в электрическую мостовую схему 13; через теплопроводящую

эмаль 11 контактирует с контролируемым объектом, его температура изменяется от То, вызывая изменение температуры (сопротивления) терморезистора 12, что ведет к изменению напряжения Ue, управляющего работой нагревателя 3.

Если температура контролируемого объекта выше То, напряжение Ua управляющей цепи 22 нагревателя 3 повышается и растет мощность, рассеиваемая позисто- ром 10, и, следовательно, температура Т в

0

капсуле 2. Если температура контролируемого обьекта ниже Т0, напряжение U3 уменьшается и снижается мощность, рассеиваемая позистором 10, и, следовательно, температура Т в капсуле 2. Поэтому температура в капсуле 2 изменяется синфэзно с измеряемой температурой, имеет близкую к ней величину, благодаря чему она практически не оказывает влияния на погрешность измерения термометра и повышает его динамические характеристики.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения температуры в медицине. С целью повышения точности и быстродействия измерения в корпусе термометра установлены капсула 2, нагреватель 3, выполненный в виде электроннрго повторителя, электронный усилитель 4, индикатор 5 и источник питания 6. В капсуле 2 размещены пленочный полупроводниковый терморезистор 8 на подложке, на которой установлен второй полупроводниковый терморезистор 12 и пленочный полупроводниковый позистор 10, расположенный на подложке 9. На противоположной, обращенной к терморезисторам 8 и 12 стороне подложки 9 расположены электрическая мостовая схема 13 и выводы 14 и 15 терморезисторов 8 и 12. Наружная поверхность терморезистора 8 покрыта теп- лопроводящей эмалью 16, допускающей обработку антисептическими средствами. Капсула 2 с терморезисторами выполнена в виде цилиндра и установлена в корпусе 1 с помощью пружинного фиксатора. 1 з.п. ф- лы, 3 ил. ел

Формула изобретения 1. Электронный термометр, содержащий корпус, в котором установлены капсула с пленочным полупроводниковым терморе- зйстором на подложке, включенным в одно из плеч электрической мостовой схемы, одна диагональ которой подсоединена к источнику питания, а. другая - к входу электронного усилителя, выход которого соединен с входом индикатора, нагреватель, выполненный в виде электронного повторителя, пленочный полупроводниковый тер- мОрезистор, включенный в выходную цепь нагревателя, который расположен на подложке параллельно терморезистору, при этом на противоположной стороне подложки, обращенной к терморезистору, расположены электрическая мостовая схема и выводы терморезисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введен второй полупроводниковый терморезистор, который ус- тановлен на подложке первого полупроводникового терморезистора, а его выводы расположены на противоположной стороне подложки и включены в управляющую цепь нагревателя.

/

/3

5