Медицинский электротермометр Советский патент 1982 года по МПК G01K7/20 G01K13/00 

1

Изобретение относится к термометрии, конкретно к конструкциям термометров, используемых в медицине для измерения температуры тела.

Известен электрический термометр, содержащий уравновешенный измерительный мост, в одно из плеч которого включен термочувствительный резистор, в смежное с ним плечо включен постоянный резистор, а в два других смежных плеча - постоянный и переменный резисторы, при этом к одной диагонали моста подключен источник питания, а к другой - измерительный прибор (потенциометр) tl .

Однако при равновесии моста сопротивление измерительного потенциометра оказывается связанным линейной зависимостью с сопротивлением термочувствительного элемента. При известной характеристике последнего шкала измерительного потенциометра может быть отградуирована в единицах температуры. Разброс характеристик термочувствительных резисторов делает градуировку такого термометра затруднительной, особенно при его массовом производстве.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

термометр, содержащий измерительный мост,, в котором в одно из плеч включен полупроводниковый термочувствительный элемент, в смежное с ним плечо - резистор, а в два других смежных плеча - постоянные резисторы, при этом входы моста соединены, с источником питания, а выходы через усилитель - с индикатором 2.

10

Однако для указанного термометра характерны сложность настройки, ее многоэтапность, Итеративный; характер, использование индивидуальной градуировки шкалы; зависимость показаний 15 от напряжения источника питания, которая частично устраняется предусмотренной в приборе схемой контроля; большие габариты и вес из-за использования в схеме микроамперметра.

20

Целью изобретения является упрощение настройки электротермометра.

Указанная цель достигается тем, что в электротермометр введены три переменных и два постоянных резисто25ра, при этом, выводы первого переменного резистора через постоянные резис.торы соединены со свободными выводами двух других переменных резисторов, один из которых снабжен шкалой, вто-,

30 рые выводы этих резисторов соединены между собой и с одним из выходов мос та, причем общие точки соединения пе вого переменного резистора и постоян ных резисторов подсоединены к свобод ным выводам постоянных резисторов смежных плеч, а резистор смежного с термочувствительным плеча выполнен Ьеременным. На чертеже изображена схема предлагаемого электроте1; мометра. Термометр содержит измерительный мост, в одно из плеч которого включе переменный резистор 1, в смежное р ним плечо включен полупроводниковый iтермочувствительный элемент 2, в два других смежных плеча включены постоявные резисторы 3 и 4. Выводы переменного резистора 5 через ПОСТОЯННЫЕ резисторы б и 7 соединены со свободньоми вьшодами переменных резисторов 8 и Э; при этом переменный резистор 8 снабжен ижалой, т.е. связан с ука зателем температурной шкалы, выходы мостовой схемы, а именно точка соеди нения резисторов 1 и 2 и точка соеди нения резисторов В и 9 соединены со входами дифференциального усилителя 10, выход которого соединен с индикатором 11, например, светодиодом или лампочкой. Описанная схема элект ротермометра обеспечивает простоту его настройки. Настройка и работа термометра осуществляются следующим образом. Термочувствительным элементом является терморезистор, например, типа КМТ-14. Значение температурного коэффициента таких терморезисторов в 5-10 раз больше, чем у металлических, что дает сравнительно большое изменение сопротивления в зависимости от температуры. Эти терморезисторы обладают большим постоянством электрических свойств, однако они имеют большие отклонения сопротивления от номинального значения, достигающие ±20%, что затрудняет необходимую взаимозаменяемость. Поэтому наибольшее значение для обеспечения широкого использования терморезисторов в медицинских термометрах имеет обеспечение простоты настройки термо метров при условии большого разброса сопротивления терморезисторов. При использовании в термометре линей ной шкалы и терморезистора имеет мес то ошибка из-за нелинейности последнего. Для уменьшения этой ошибки термометр целесообразно настраивать по двум температурным точкам, находящимся на границах наиболее важной части диапазона медицинского термометра, т.е. примерно от 36,5 до 39,. Настройка термометра начинается с закрепления- индекса шкалы резистора 8 таким образом, чтобы его крайние значения соответствовали примерно 35 и . После этого резистор 8 устанавливается так, чтобы индекс указывал на отметку 35,5 шкалы, а резистор 9 регулируется так, чтобы суммарные падения напряжений на резисторах 3, 6, 8 и 5, 7, 9 были равны, Дгшее в термостате создается температура , в него устанавлйваются терморезисторы 2 и на переменном резисторе 1 устанавливается сопротивление, равное сопротивлению терморезистора 2 при этой температуре. Эта настройка может быть осуществлена установкой сопротивления резистора 1 на границе загорания и погасания индикатора термометра. Далее в термостате создается температура 36,, индекс шкалы устанавливается против соответствующей отметки и переменный резистор 5 регулируется таким образом, чтобы его сопротивление соответствовало границе загорания и погасания индикатора. Этим процесс настройки термометра заканчивается, так как произведенная равнее настройка при 39,5°С сохраняется за счет равенства сопротивлений в каждом плече моста при этой температуре и симметричного включения регулировочного резистора 5. Измерение температуры термометром производится подбором положения резистора 8 на границе загорания и погасания индикатора 11. Значение температуры считывания против индекса на шкале термометра . Расчеты показывают, что в диапазоне 36,5-39, погрешность термометра не должна превосходить 0,1с. На границах диапазона термометра согласно расчетам его погрешность может достигать 0,2-0,3с, однако она носит систематический характер иможет бить уменьшена введением соответствующих поправок в этой части шкалы. Формула изобретения Медицинский электротермометр, содержащий измерительный мост, в котором в одно из плеч включен полупроводниковый термочувствительный элемент, в смежное с ним плечо - резистор, а два других смежных плеча - постоянные резисторы, при этом входы моста соединены с источником питания, а выяоды через усилитель - с индикатором, о тличающийся тем, что, с целью упрощения настройки электротермометра, в него введены три переменных и два постоянных резистора, при этом выводы первого переменного резистора через постоянные резисторы соединены со свободными выводами двух других переменных резисторов,,один из которых снабжен шкалой, вторые выводы этих резисторов соединены между собой и с одним из выходов моста, причем

.Общие точки соединения первого переменного резистора и постоянных резисторов подсоединены к свободным выводам постоянных резисторов смежных плеч, а резистор смежного с термочувстви.тельным плеча выполнен переменным.

Источники информации, принятые во внимание при экспе)И1э«

1.Горлов А. Н., Аржанов А, С., Билык В. Я., Бродович Т, М,, Киренков И. И., Лапина Э. А., Розанова С. С. Методы измерения температур в промыиленности. Гос. научно-техн. издательство литературы по черной и цветной метёьплургии, М., 1952, с. 90, рис. 19.

2. Радио, 1974, W б, с. 19 (прототип).