Цифровой измеритель тепмературы Советский патент 1978 года по МПК G01K7/16 

При этом ток /о от генератора 3 течет по термометру сопротивления 1, а ток п/о. (п- отношение токов генераторов 3 и 4) от генератора 4 - по эталонному резистору 6. На выходе операционного усилителя 5 формируется сигнал первого интегрирования. L/, -I,(R-nR,),(1) где R - сопротивление термометра, Rg - сопротивление эталонного резистора. Напряжение на выходе интегратора 7 линейно нарастает и достигает в конце интервала ti первого интегрирования, определяемого формирователем 9 временного интервала, значения Ui kI,(R-nR)-t,,(2) где k - коэффициент пропорциональности. В момент ti формирователь временных интервалов 9 заканчивает формирование временного интервала ь начинает формирование временного интервала о и дает команду для перевода токового переключателя 2 в положение, при котором ток /о от генератора 3 течет по эталонному резистору 6, а ток п /о от генератора 4 - но термометру сопротивления 1, создавая на выходе усилителя сигнал второго интегрирования, равный U l,().(3) Выходной сигнал интегратора начинает падать. В момент окончания интервала о срабатывает логическая схема 10, и на счетчик имнульсов 12 начинают поступать счетные имнульсы от генератора И. В момент окончания второго интегрирования и равенства нулю напряжения на выходе интегратора, онределяемый нуль-органом 8, срабатывает логическая схема 10, прекращая доступ счетных импульсов в счетчик 12. Количество импульсов, сосчитанное за время (tz - время второго интегрирования), пропорционально измеряемой температуре. Время второго интегрирования определяется выражением , R - nR Интервал U, соответствующий нулевой температуре, определяется расчетным путем: Ra nR Яэ - nRo где Ro-сонротивление датчика при нулевой температуре. Сопротивление R датчика в температуру Т преобразуется по формуле R - nRs Ro - nRa T-Ni, Rs - nR где N - коэффициент нересчета временного интервала в температуру. Погрешность измерения, вызванная нелинейностью характеристики датчика, компенсируется изменением знаменателя (э-nR) в процессе измерения температуры. Например, если у датчика с увеличением температзры чувствительность падает, то у измерителя температуры ее рост сопровождается увеличением чувствительности из-за уменьшения знаменателя в (5). Величину Ra и п определяют по формулам R3-nRo А - nRi) А + 2BTi дг. fRi - nRa Rg - nRs г„ ;; т ттг - i nRi Ra nR где о и 1 - сопротивления датчика в двух произвольно выбранных точках диапазона измеряемых температур, например 0°С и Г Л н - температурные константы датчика: ,(.(8) Установка счетчика 12 на «О, а также установка знака измеряемой температуры осуществляется логической схемой 10. Для простоты знаковые каналы и цепи установки на чертеже не ноказаиы. Генератор И является общим при формировании интервалов /ь о и Изменение частоты генератора приводит к нропорциональному изменению интервалов t, to и tz и не влияет на точность измерения. Предлагаемый цифровой измеритель темиературы обеспечивает лииеаризацию характеристики преобразования термометра сопротивления, обеспечивает стабильность и точность измерения температуры, что расширяет сферу .его применения в народном хозяйстве. Формула изобретения Цифровой измеритель температуры, содержащий термометр сопротивления, подключенный к первому входу операционного усилителя, к выходу которого подсоединены включенные последовательно интегратор, нульорган, блок управления и счетчик импульсов, генератор счетных имщльсов, подключенный к блоку унравления, два источника тока, соединенные соответственно с двумя двухпозиционными переключателями, связанными с блоком управления, отличающийся тем, что, с целью повыщеиия точности измерения, в него введен эталонный резистор, включенный между вторым входом и выходом операционного усилителя, причем первые позиции переключателей соединены соответственно с термометром сопротивления и эталонным резистором, а вторые позиции - соответственно с эталонным резистором и термометром сонротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 502237 кл. G 01К 7/16, 1974. 2.Семенов В. Ф. Цифровой термометр с линейной шкалой. Труды МЭИ, вып. 254 М 1975, с. 130-137.