Цифровой термометр

)4 С 01 К 7(16 1 йФ1;, .13ЪКЬЙИОТЕИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН нецо тков идетельст 1 К 7/02, 122719,кл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 23.06.86, Бюл, У 23 (71) Московский институт электронной техники(56) .Авторское св во СССР В 932277, кл. С 0 1978Патент США У 4 73-362, опуйлик. 1978.(57) Изобретение относится к многоканальным цифровым термометрам, работающим в комплекте с полупроводниковыми термопреобразователями сопротивления. Цель изобретения - обеспечение взаимозаменяемости термопреобраэователей и упрощение цифрового термометра путем упрощения конструкции вычислительного блока. По команде, выбираемой из блока памяти 9, производится обращение через дешифратор 1.0 к мультиплексору 4, который подключает к входу аналого-цифрового преобразователя 5 (АЦП) выход источника регулируемого напряжения 12,1, величина выходного напряжения которого устанавливается такой, что после преобразования на выходе АЦП 5 появляется код, который записывается в одну из ячеек блока памяти 9, По соответствующей команде к входу мультиплексора 4 подключается выход делителя напряжения 3,1, а на вход АЦП 5 поступает сигнал, пропорциональный измеряемой температуре. При этом на выходе АЦП 5 5 формируется код, который поступает в микропроцессор 8, осуществляющий вычисление температуры. Результат вычисления выводится на блок индикации 11. Термометр содержит также шину Я адреса данных 6 и блок вычисления и управления 7. 1 ил.Цифровой термометр работает следующим образом..Зависимость сопротивления полупроводникового термопреобразователя З 5 сопротивления от температуры описывается йыражением К К ехр В (Т -Т(/ТТ 1, (1)Ю 40 где К - сопротивление термопреобразователя при температуре Т;К, - сопротивление термопреобразователя при Т = 293 К;В - температурный коэффициент. 45Так как параметры К, и В термопреобразователей имеют разброс, то выражение (1) можно представить в виде К (К,+ а К)ехр (В, + ЕВ)50(Т, - Т)/Т, Т 3, (2) где КВ,номинальные значениясоответственно сопротивления термопреобразователя при температуре293 К и температурногокоэффициента; Изобретение относится к областитемпературных измерений, а именно кмногоканальным цифровым термометрам,работающим в комплекте с полупроводниковыми термопреобразователями со" 5противления,Цель изобретения - обеспечениевзаимозаменяемости термопреобразователей и упрощение цифрового термометра путем упрощения конструкции вычис Олительного блока.На чертеже представлена схема цифрового термометра.Цифровой термометр содержит и полупроводниковых термопреобразователей 151.1 и 1.2 сопротивления (показанодва термопреобразователя и = 2),подключенных к входам преобразователей2.1 и 2.2 сопротивления и напряжение,выполненных например.на основе операционных усилителей, и регулируемых делителей .3.1 и 3,2 напряжения,мультиплексор 4, аналого-цифровойпреобразователь 5, выход которого чеРез шину 6 адреса данных подключен к д 5входу блока 7 вычисления и управления, включающего в себя микропроцессор 8, блок 9 памяти и дешифратор 10,блок 11 индикации и и регулируемыхьК, ЬВ - отклонения парамеров Ки В от их. номинальныхзначений,При измерении температуры д-и тер.мопреобразователем на вход А 1 Ч посту.пает напряжение с выхода преобразователя сопротивления в напряжение,пропорциональное Т, которое преобразуется в код й - К, К д Кдц(К +бК ) ехрВ, + ьв)(Т. -Т)/Т Т 3,(3) где К - коэффициент преобразованияпреобразователя сопротивления в напряжение;К - коэффициент деления регулируемого делителя напряжения;Кщ - коэффициент преобразованияАЦП.С выхода АЦП код Ы, поступает в микропроцессор, который осуществляет вычисление температуры по формуле В +ьВ(4) Для того, чтобы упростить процесс вычисления температуры при работе с различными термопреобразователями,а соответственно и конструкцию термометра, а также обеспечить взаимозаменяемость термопреобразователей и их градуировку, коэффифицент(К Кд К ) устанавливается одинаковым для всех каналов и равным постоянному значению К, которое совместно с константами В и Т, заноситсяов блок 9 памяти блока 7 вычисления и управления, Установка требуемого К в каждом канале осуществляется путем изменения коэффициента КА делителя напряжения каждого канала. Так как величина ьВ имеет значительный разброс, то ее числовой экВивалент формируется в процессе измерения путем преобразования в код напряжения источника регулируемого напряжения. При включении устройства по команде, выбираемой из блока 9 памяти, . производится обращение через дешифра тор 10 к мультиплексору 4, который подключает к входу АЦП выход первого источника 12.1 регулируемого напряже-, ния. Величина выходного напряжения этого источника устанавливается такой, чтобы после преобразования на выходеФ о р м у л а и з о б р е т е н.и я Цифровой термометр, содержащий и термопреобразователей сопротивления, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, выход которого черезшину данных подключен к входу блока вычисления и управления, включающегов себя соединенные с шиной данных цифрового преобразователя. Составитель В. Куликов Техред И.Попович Корректор М. Шароши Редактор Н. Тупица Заказ 3386/40 Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д. 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 239 АЦП появился код, эквивалентный величине дВ для данного термопреобразователя. Этот код записывается в одну из ячеек блока 9 памяти, Далее по соответствующей"команде к входу мультиплексора подключается выход делителя 3,1 напряжения первого измерительного канала и на вход АЦП поступает сйгнал, пропорциональный измеряемой температуре. При этом на 1 О его выходе Формируется код Н;, который поступает в микропроцессор. Микропроцессор осуществляет вычисление температуры по формуле (4). Результат вычисления выводится на индикатор бло-цблока индикации.Так как величина 4 В занесена в блок памяти, то при последующих измерениях температуры данным каналом операция формирования кода пропор- ; 20 ционального ЬВ может отсутсвовать.Аналогичным образом осуществляется определение температуры других термопреобразователей. 25Для каждого конкретного термопреобраэователя значение напряжения 0 соответствующее значению бВ, а также величина К устанавливаются в процессе градуировки цифрового термометра, 30 Начинается процесс градуировки с того, что термопреобразователь помещают в термостат с температурой Т = Т, = 293 К (20 С)При этом согласно (1) К К р поэтому регулировкой 35 величины К делителя напряжения добидваются показаний на блоке индикации, равных 20 С. Настройку температурного коэффициента В, т.е, компенсацию разброса ьВ, проводят при максимальной щ температуре рабочего диапазона. Для этого термопреобразователь помещают в термастат с температурой Т, и регулировкой напряжения источника регулируемого напряжения устанавливается значение температуры на блоке индикации, равное ТПри этом благодаря обратной связи через блок 11 индикации при градуиров. 531 4ке термопреобрааователей осуществля ется коррекция не только параметров термопреобразователя, но и погрешностей преобразователя сопротивления в напряжение и аналого-цифрового преобразователя.Блок вычисления и управления может быть реализован на базе любого микос- процессорного комплекта в соответствии с руководством по его применению. Он должен обеспечивать вычисление температуры по указанной выше формуле,а также обеспечивать управление остальными элементами цифровог: ;ермометра в соответствии с указанной последовательностью их работы. микропроцессор, блок памяти и дешифратор, выходы которого соединены суправляющим входом блока памяти и выходами блока вычисления и управления,соединенными с управляющнми входамианалого-цифрового преобразователя,мультиплексора и блока индикации,соединенного с шиной данных, о т л ич.а ю щ и й с я тем, что, с цельюобеспечения взаимозаменяемости термопреобразователей, в него введены иисточников регулируемого напряжения,и регулируемых делителей напряженияи и преобразователей сопротивленияв напряжение, входы которых соединены соответственйо с термопреобразователями сопротивления, а выходы черезделители напряжения подключены к входам мультиплексора, дополнительныевходы которого соединены с выходамиисточников регулируемого напряжения,а выход подключен к входу аналого