Цифровой термометр Советский патент 1981 года по МПК G01K7/16 

(54) ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР

1

Изобретение отнсюится к области температурнык измерений, а именно к цифровым термометрам с коррекцией нелинейности термопреобразователя.

Известен цифровой термометр, содержащий термометр сопротивления, эталонный резистор, цифроаналоговый преобразователь и генератор счетных импульсов l. В этом устройстве компенсация нелинейности термометра сопротивления достигается путем включения в цепь питания первого цифроаналогового преобразователя.

Из известных устройств наиболее близким по текнической сущности к предложенному термометру является цифровой термометр, содержащий интегратор, первый источник тока, второй источник тока, один из выводов которого соединен с общей шиной термометра, переключатель, соеаиненный с первым выводом терморе- зистора, и регистратор 2.

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения температуры, достаточно сложно, имеет низкое быстродействие.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в цифровой термометр введен блок сравнения, первы вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход соединен через переключатель с общей шиной термометра, а выход подключен к регистратору, причем выход первого тока соединен с терморезистором, а вход интегратора, емкость которого аашунтирована резистором, соединен со вторым выводом термо- резистора и выводом второго источника тока.

На чертеже изображена функциональная схема цифрового термометра.

Цифровой термометр содержит первый и Второй источники тока, выполненные в виде единого блока 1 - источника двух равных токов с двумя выходами 2 и 3, соответствующими первому н второму источнику тока, интегратор 4 с входным резистором 5 и ек1костью 6 обратной связи, зашунгкрованной резистором 7, блок сравнения 8, переключатель 9, терморезис-гор 10, регистратор 11, имеющий в своем составе измеритель временного интервала. Переключатель 9 соединяет второй вход блока сравнения 8 либо с общей шиной термометра, либо с потенциальным выводом терморезисто- ра 10. Второй потенциальный тер морезистора 10 соединен с вхоаом интег ратора. Токовые выводы терморезистора подключены к выходу 2 первого источника тока. Работой переключателя 9 управляет блок сравнения 8, Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени на втор вход блока сравнения 8 через переключа тель 9 подается напряжение, равное нулю Переключатель 9 соединяет второй вход блока сравнения с общей шиной термомет ра. На первый вход блока сравнения с вы хоца интегратора подается изменяющееся напряжение и It) , равное величине: Uit) 3, , гае ;j значение тока, снимаемого с выкода 3 второго источника гокв; сопротивление резистора 7; значение емкости 6; текущее время} и,, -- начальное напряжение емкости 6 при t 0. В момент времени t / напряжение н первом вкоде блока сравнения достигнег нуля, блок сравнений срабатывает, при этом измеритель интервала времени, вко дящий в состав регистратора, начинает отсчет временного интервала, а переклю чатель 9 устанавливается Во второе пол жение и подключает к второму входу бло ка сревнения терморезисгор 1О. При это иа второй вход блока сравнения будет по даваться напрях ение, равное величине: 11 -т с т с -значение тока, снимаемого с выхода 2 первого источника тока; - сопротивление терморезис- тора 10; -сопротивление резистора 5 о164Па первый вкод блока сравнения порежнему подается напряжение с выхода нтегратора, определяемое выражением В момент времени t о при равенстве апряжений U (t) U блок сравнения рабатывает вторично, измеритель интерала времени прекращает измерение. Знаение временного интервала t t« С будет определяться выражением: При использовании терморезистора, имеющего квадратичную характеристику (например платинового термометра соп- ротивления), описываемую выражением -постоянные коэффициенты; -начальное сопротивление терморезистора; R л - сопротивление терморе- зистора при температуре выполнении равенства R -А Кл/2В интервал времени i, х будет линейно связан с измеряемой температурой t - АС8. Линеаризация характеристики платинового терморезистора происходит вследствии того, что собственная характеристика цифрового термометра нелинейна и эта нелинейность компенсирует нелинейность характеристики термометра. Расчет ЭЦВМ показал, что погрешность, вызванная нелинейностью характеристики платинового термометра в диапазоне измеряемых температур 0-6ОО С, будет составлять О,22°С. Цифровой термометр может найти широкое применение в тех областях промышленности, где требуется производить точное измерение температуры в широком диапазоне, например при контроле параметра различных технологических процессов. Формула изобретения Цифровой термометр, содержащий интегратор, первый источник тока, второй источник тока, один из выводов которого соединен с общей шиной термометра, переключатель, соединенный с первым выводом терморезистора, регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения темпера -

туры, в него ввецен блок сравнения, пер-, вый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход соединен через переключатель с общей шиной термометра, а выход подключен к регистратору, причем выход первого источника тока соединен с терморезистором, а вход интегратора, емкость которого зашунтирована резистором, соединен с вторым выводом терморезис- тора и выводом второго источника тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 590616, кл. Q 01 К 7/16, 15.12,75. (прототип).