Многоточечный цифровой термометр

вычислительный блок 11 . ЗначениеГемпературы свободных койцов ТП 1измеряется с помощью термопреобраэователей сопротивления (ТС) 2 приразличных направленилх измерительного тока, Формируемого с помощьюисточника 7 стабильного напряжения,Э 1582029переключателей 14 и 15, образцового резистора 4, нагрузочного резистора 5. Окончательный результат измерения формируетсл в вычислительном блоке 11 с учетом дрейФа нуля, воздействующих помех и конкретной градуировочной характеристики ТП. 1 ил.Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано в разных ограсллх промьппЛенности, где производится измерениетемпературы с высокой точностью,Целью изобретения является повы 1 пение точности измерения путем умень 1 пения влияния на результат измерения 20паразитных термоЭДС.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого цифрового термометрааЦиФровой термометр содержит термоэлектрические преобразователи (ТЭП)1, термопреобразователи 2 сопротивления (ТС), расположенные в термовыравнивателе 3, образцовый резистор4, нагрузочный резистор 5, источник 6 30стабильного напряжения, конденсатор7, коммутатор 8, аналот о-цифровойпреобразователь (АЦП) 9, блок 10 памяти, вычислительный блок 11, блок13 управления ключами. первый перекяочатель 14 и второй переключатель 15.Принцип работы устройс гва заключается в следующем.Значение измеряемой температурыпри.произвольной температуре свободныхконцов ТЭП преобразуется в термоЭДС,а значение температуры свободныхконцов ТЭП определлстся по падениюнапряжения на соответствующем данному каналу термопреобраэователе сопро- А 5тивления. При этом измерение температуры свободных концов ТЭП производится за два отсчета, при различныхнаправлениях тока через ТС. При этомв одном случае значение напряженияна ТС суммируется с паразитными термоЭДС, а в другом вычитается. Такпроцедура двойных измерений с изменяемым направлением тока обеспечивает исключение всех нежелательныхисточников погрешностей в измерительной цепи ТС (эффектов Пельтье, Зеебека, смещающих напряжений во входномусилителе АЦП и др,). Цифровой термометр работает следующим образом,Коммутатор 8 производит поочередное обегание всех измерительных каналов. Код текущего номера канала зано 1сится в блок 10 памяти и служит дляконкретного определения порядка обработки кода результата преобразования АЦП 9 в соответствии с программой,хранящейся в блоке 10 памяти, согласнофункциональному назначению каждого канала. Хотя последовательность обегания каналов может быть различной, дляполучения значения температуры в измеряемой точке необходимо обеспечение следующих пяти тактов. В первом такте на вход АЦП 9 подается напряжение с закороченного входа коммутатора 8. Код с выхода АЦП 9 через вычислительный блок 11 поступает в блок 10 памяти и используется при дальнейшей работе цифрового термометра для компенсации дрейфа нуля АЦП 9 и помех, влияющих на точность измерения. В первом такте управляющий сигнал с блока 13 управления ключами поступает на первые управляющие входы первого и второго переключателей 14 и 1 5, производя подключение к источнику 6 напряжения и образцовому резистору 4 нагруэочного резистора 5.Во втором такте, по команде вычислительного блока 11, управляющий сигнал появляется на втором выходе блока 13 управления ключами. При этом вместо нагрузочного резистора 5 к источнику 6 стабильного напряжения и образцовому резистору 4 подключаются конденсатор 7 и цепочка изпоследовательно включенных термопреобразо - вателей 2 сопротивления. Коммутатор 8 подключает к входу АЦП 9 потенциальные выводы образцового резистора 4 и но падению напряжения на нем .вычисли тельный блок .1.1 определяет значение тока в цепи ТС и производит его за 5 5вись во вторую ячейку блока 10 памяти,В третьем такте работы коммутатор 8 подключает к входу АЦП 9 потенциальные выводы ТС измерительного канала . Управляющий сигнал остается на втором выходе блока 13 управления ключами. Вычислительный блок 11 производит запись кода, соответствующего сумме (разнице) падения напряжения на ТС идействующих в измерительной цепи паразитных термоЭДС при данном направлении тока в третью ячейку блока 1 0памяти,В четвертом такте управляющий сигнал на третьем выходе блока 13 управления ключами производит изменениенаправления тока через цепочку ТС.Код с выхода АЦП 9 соответствует ужеразнице (сумме) падения напряженияна ТС и действующих в измерительнойцепи параэитных термоЭДС. Вычислительный блок 11 извлекает иэ третьейячейки блока 10 памяти код предыдущего измерения, находит среднеарифметическое результатов двух измерений, которое и соответствует падениенапряжения на ТС, определяет значение сопротивления ТС. По формуле,устанавливающей связь между его сопротивлением и температурой (характеристика преобразования известна) вычисляется значение температуры свободных концов ТС. По значению температуры свободных концов определяется- код термоЭДС свободных концов дляданного типа ТЭП, который записывается в четвертую ячейку блока 10 памяти,1В четвертом такте, когда к источнику б стабильного напряжения и образцовому резистору 4 блоком 13 управления ключами подключается нагрузочный резистор 5 (с целью предотвращения самонагрева термопреобразователей сопротивления), коммутатор 8 подключает к входу АЦП 9 ТЭП соответствующего канала и вычислительный блок 11 по коду измеренной термоЭДС ТЕП 1, скорректированному с учетом дрейфа нуля и помех, производит сложение термоЭДС ТЭП с термоЭДС свободных концов. Далее вычислительный блок 11 по характеристике преобразования ТЭП определяет значение, изме 82029 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ряемой температуры, которое поступает в блок 12 индикации.Формула изобретенияГ 1 ноготочечныц циф оной термометр, содержащий термоэлектрический преобразователь, цепь, состоящую из последовательно соединенных термопреобразователей сопротивления, каждый из которых расположен в непосредственной близости от свободного концасоответствующего термоэлектрического преобразователя, коммутатор, входы которого соединены с выходами термоэлектрических преобразователей и потенциальными выводами термопреобразователей сопротивления, а выходы подключены к блоку памяти и входу аналого-цифрового преобразователя, выходы которых подключены к вычислительному блоку, соединенному с блоком индикации и блоком памяти, конденсатор, подключенный к цепи из последовательно соединенных термопреобразователей сопротивления, источник стабильного напряжения, первый вывод которого соединен с первым токовым выводом образцового резистора, потенциальные выводы которого соединены с входами коммутатора и нагрузочный резистор, о т л и ч а ю щ и й -. с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, в него введены первый и второй переключатели, состоящие из трех ключей каждый, и блок управления ключами, вход которого соединен с выходом вычислительного блока, а выходы соединены с соответствующими управляющими входами ключей обоих переключателей, причем входы ключей первого переключателя соединены с вторым выводом источника стабильного напряжения, а входы ключей второго переключателя соединены с вторым токовым выводом образцового резистора, при этом выход первого ключа первого переключателя соединен через нагруэочный резистор с выходом первого клюЧа второго переключателя, а выходы второго ключа первого переключателя и третьего ключа второго переключателя соединены с входом цепи из последовательно соединенных термопреобразовате" лей сопротивления, выход которой соединен с выходами третьего ключа первого переключателя и второго ключа. второго переключателя.