Цифровой термометр

)5 0 01 К 7/ ОПИСА К АВТОРСКОМ ЕН ьство ССС/18, 1987. МЕТР тся к т точ нос ометрии за счет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 21) 4654542/24-10(54) ЦИФРОВОЙ ТЕРМ57) Изобретение относй позволяет повысит%47е конструкторское бического приборостр 1615570 А 1 уменьшения влияния на результат измерения изменения сопротивлений эталонных резисторов, Процесс измерения осуществляется за восемь тактов. Блок 24 управления в каждом такте подключает к измерительной схеме 19 посредством коммутаторов 1118 термопреобразователь 1 и резистор 6. Термопреобразователь 1 и резистор 6 подключеныы по четы рехп роводной схеме. Получаемые в каждом такте измерения сигналы преобразуются в код с помощью АЦП 20, В блоке 21 производится вычисление искомой температуры, причем на результат не влияют значения сопротивлений проводов и ключей. Результат измерения выводится в блок 22 индикации. 1 ил,Изобретение относится к области температурныхх измерений.3Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения влиянияна результат измерения изменения сопротивления эталонных резисторов.На чертеже представлена структурнаясхема цифрового термометра.Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1 сопротивления, подключенный к четырем проводам 2-5, эталонныйрезистор 6, подключенный к четырем проводам 7-10, коммутаторы 11-18, измерительную схему 19, аналого-цифровой преобразователь 20(АЦП), блок 21 вычисления, блок 22индикации, блок 23 памяти и блок 24 управления,Весь процесс измерения осуществляет ся за восемь тактов. Э квивалентное соп ротивление термопреобразователя 1 Й 1;проводов 2-5 Я 2-Й 5 соответственно; эталонного резистора 6 Й 6, проводов 7-10 Й 7 -Й 10 соответственно; коммутаторов 11-18Я 11 - Я 18 соответственно.В первом такте блок 24 управления формирует последовательность команд, по которым к входу измерительной схемы 19 спомощью коммутаторов 15, 11 и 16 подключаются провода 2 и 3. На выходе измерительной схемы 19 формируется сигнал,пропорциональный сумме сопротивленийпроводов 2 и 3 и коммутаторов 15, 11 и 16,Этот сигнал АЦП 20 преобразует в код М 1,который заносится в память блока 21 вычисления, при этом код М 1 может быть представлен в видеЙ 1 = до + а 1 (Й 2 + ЙЗ + Я 15 + Й 11 + Й 16),ГДЕ ао, а 1 - ПОСТОЯННЫЕ КОЭффИЦИЕНтЫ, Зависящие от коэффициентов передачи блоков измерительного тракта цифровоготермометра, изменение которых обуславливает соответственно аддитивную и мультипликативную погрешности тракта измерения,Во втором такте к входу измерительнойсхемы 19 с помощью коммутаторов 15, 11 и17 подключается цепь, состоящая из последовательно включенных термопреобразователя 1 сопротивления и проводов 2 и 4, Навыходе измерительной схемы 19 формируется сигнал, пропорциональный сумме сопротивлений Й 1, Й 2, Й 4, Й 15, Й 11 и Й 17, Впамяти блока 21 вычисления запишется кодЙ 2 в видеМ 2 = до+ а 1 (Я 1+ Й 2+ Й 4+ Й 15+ Й 11+ Й 17)В третьем такте к входу измерительнойсхемы 19 с помощью коммутаторов 17, 14и 18 подключаются провода 4 и 5. На выходе измерительной схемы 19 формируетсясигнал, пропорциональный сумме сопротивлений Й 4, Я 5, Й 17, Й 14 и Я 18. Код йз запишется в видейз = ао + а 1 (Й 4+ Я 5+ Я 17 + Я 14+ Й 18). 5 В четвертом такте к входу измерительной схемы 19 с помощью коммутаторов 18, 14 и 16 подключается термопреобразователь 1 сопротивления и проводов 5 и 3. На о выходе измерительной схемы будет сигнал, 10 пропорциональный сумме сопротивлений Й 1, Й 5, Йз, Й 18, Я 14 и Й 16. Код М 4 запишется в виде М 4 = до+ д 1(Й 1+ Й 5+ ЙЗ+ Й 18+ Й 14+ Й 16). В пятом такте к входу измерительной 15 схемы 19 с помощью коммутаторов 15, 12. и 16 подключаются провода 7 и 8. На выходе измерительной схемы 19 будет сигнал, пропорциональный сумме сопротивлений Я 15, Й 7, Й 8, Й 12 и Й 16., Код К 5 запишется в виде 20 К 5 = до+ а 1(Й 15+Й 7+ Й 8+ Й 12+ Й 16)В шестом такте замыкаются коммутаторы 15, 13 и 17, На выходе измерительной схемы 19 будет сигнал,. пропорциональный сумме сопротивлений Й 15, Й 7, Й 6, Й 9, Й 1 з, Й 17. 25 Код М 6 запишется в виде М 6 = во + а 1(Й 15+ Й 7+ Й 6+ Й 9+ Й 1 з+ Й 17), В седьмом такте замыкаются коммутаторы 27, 13 и 18. На выходе измерительной схемы 19 формируется сигнал, пропорцио нальный сумме сопротивлений Й 17, Й 1 з, Й 9, Й 10, Й 18. Код И 7 запишется в виде М 7 = до + а 1 (Й 17+ Й 13+ Й 9+ Й 10+ Й 18). В восьмом такте замыкаются коммутаторы 18, 12 и 16, На выходе измерительной 35 схемы 19 формируется сигнал, пропорциональный сумме сопротивлений Й 18, Й 10, Й 6, Й 8, Й 12, Й 16, Код М 8 запишется в видеМ 8 = до + д 1 (Й 18+ Й 10+ Й 6+ Й 8+ Й 12++ Й 16) 40 Блок 21 вычисления по командам блока 24 управления осуществляет вычисление сопротивления термопреобразователя 1 сопротивления в соответствии с формулой 45. Й 1 - (М 4 - Мз + М 2 - 1 ч 1 Й 6( 18 - 17 + М 6 - , М 5 которая является решением системы из восьми уравнений. Как видно, результат не зависит от сопротивлений проводов 2-5, подсоединенных к термопреобразователю 1 50 сопротивления, сопротивления проводов 7 - 10, подсоединенных к эталонному резистору б, сопротивлений замкнутых коммутаторов 11-18, д также от коэффициентов ао и а 1,После вычисления .сопротивления тер мопреобразовдтеля 1 сопротивления определяется температура з соответствии сполиномом, аппроксимирующим градуировочную характеристику термопреобразователя 1 сопротивления.б 1615570 Составитель В.Ярыч Техред М;Моргентал Корректор Л,Пилипенко Редактор Е.Папп Заказ 3981 . Тираж 507 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Значение сопротивления эталонного резистора 6 заДано в блоке 23 памяти, По команде блока 24 управления, поступающей на вход блока 23 памяти, значения коэффициентов в соответствии с алгоритмом 5 работы цифрового термометра поступает в блок 21 вычисления. При поступлении команды на управляющий вход блока 22 индикации в него поступает результат измерения температуры из блока 21 вычисления. 10 Результат измерения сохраняется в блоке 22 индикации до поступления нового результа.та измерения, Цикл измерения температуры повторяется при наличии на входе блока 24 управления команды "Пуск", 15 Формула изобретенияЦифровой термометр, содержащий термопреобразователь, включенный по четырехпроводной схеме, эталонный резистор, 20 первый коммутатор, второй коммутатор, соединенный с вторым проводом, третий коммутатор, соединенный с третьим проводом, четвертый коммутатор, измерительную схему, входы которой соединены соответствен но с выходами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, а выход подключен через последовательно соединенные аналогО-цифровой преобразователь и блок30 вычисления к блоку индикации, блок управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, измерительной схемы, аналого-цифрового преобразователя, блока вычисления, блока индикации и блока памяти, выход которого соединен с вторым входом блока вычисления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены пятый, шестой, седьмой и восьмой коммутаторы, управляющие входы которых соединены соответственно с десятым, одиннадцатым, двенадцатым и тринадцатым выходами блока управления, эталонный резистор вклк чен по второй четырехпроводной схеме, пятый, шестой, седьмой и восьмой провода которой подключены соответственно к первому, шестому, седьмому и четвертому коммутаторам, пятый коммутатор включен между первым проводом и первым коммутатором, восьмой коммутатор включен между четвертым проводом и четвертым коммутатором, а выходы шестого и седьмого коммутаторов соединены соответственно с входами второго и третьего коммутаторов.