Цифровой термометр

(51)5 6 01 К 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К рОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7) Специальное конструкторское бюро "Электротермометрия"(56) Авторское свидетельство СССР ЬВ 1216674, кл. 6 01 К 7/24, 1984.Патент США М 4423968,кл, 6 01 К 7/14, опублик. 1981.(57) Изобретение относится к цифровой термометрии и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошибЫ 2 ц 1679220 А 1 ки измерения, вызванной нелинейностью термопреобразователя, Сигнал с выхода усилителя 3, нелинейно зависящий от температуры, поступает на сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя и через блок кусочно-линейной аппроксимации на его второй опорный вход, на первый опорный вход которого подается напряжение с выхода источника 5 образцового напряжения. На выходе блока кусочно-линейной аппроксимации формируется зависящее от температуры напряжение, закон изменения которого выбирается таким, чтобы в процессе аналогоцифрового преобразования обеспечить компенсацию нелинейности термопреобразователя 1. 2 ил.Изобретение относится к цифровойтермометрии и может быть использованопри создании дешевых термометров, работающих в комплекте с первичными преобразователями температуры, имеющиминелинейную характеристику.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры путем уменьшения ошибки измерения, вызваннойнелинейностью термопреобразователя,при одновременном упрощении термометра.На фиг.1 представлена блок-схема цифрового термометра; на фиг, 2 - функциональная схема блока кусочно-линейнойаппроксимации,Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1, например термоэлектрический, согласующее устройство 2, усилитель3, аналого-цифровой преобразователь 4, источник 5 образцового напряжения, блок 6 кусочно-линейной аппроксимации и цифровойиндикатор 7.Блок 6 кусочно-линейной аппроксимации содержит п выпрямителей 8,18.п, гдеи - число участков кусочно-линейной аппроксимации, первые входы которых соединены с входом блока, вторые входысоединены с источником 9 образцового отрицательного напряжения, а выходы подключены к и входам сумматора 10, (и +1) -йвход которого подключен к входу блока,аего выход - к выходу блока.Каждый выпрямитель о содержит операционный усилитель 11, неинвертирующий вход которого подключен кобщей точке термометра, резисторы 12-15,диоды 16 и 17.Сумматор 10 содержит резисторы 18,19.119.(п+1).Согласующее устройство 2 должнообеспечивать преобразование сигнала стермопреобраэователя в напряжение, равное нулю при нулевой температуре и увеличивающееся при увеличении температуры.Его конкретная конструкция зависит от типа используемого термопреобразователя.Цифровой термометр работает следующим образом.Напряжение с выхода согласующего устройства 2, зависящее от температуры стермопреобразователя 1, поступает черезусилитель 3 с коэффициентом усилителя Кна сигнальный вход аналого-цифровогопреобразователя 4 и на вход блока 6 кусочно-линейной аппроксимации, Напряжение на выходе усилителя 3 Оз(т) имеетнелинейную зависимость от измеряемойтемпературы. Характер нелинейности напряжения на выходе усилителя 3 идентиченстатической характеристике термопреобразователя 1. Аналого-цифровой преобразователь 4 преобразует напряжение с выхода усилителя 3 Оз(1) в цифровой код й: 5 д ЧЗЩ:(1)Оопгде Ооп - О 5- Оф) - опорное напряжение на 10 опорном входе аналого-цифрового преобразователя;О 5 - образцовое напряжение, снимаемое с источника 5;Оф) - напряжение на выходе блока ку сочно-линейной аппроксимации, зависящее от напряжения на выходе усилителя 3, и, следовательно, от измеряемой температуры.Для того чтобы показания термометра 20 соответствовали измеряемой температуре, необходимо, чтобы выполнялось условие(2) откудаР)С помощью блока 6 формируется кусочно-линейное напряжение, близкое к Оф) - рассчитанному.по выражению(3), Этот блок 30 построен на основе выпрямителей, работа которых описывается выражением - . - + ия", и и, с "ь" о:815+ Й 14 Й 1 + В О=я 1 з при В 1 з814 Й 14 п 1 з 35 1 з п 1 зп 1 з - Оек я +09 - ,приОв - 09(4) где Овых,Овх - выходное и входное напряжения;О 9 - напряжение источника 9; 40 й 12й 15 - сопротивление соответствующих резисторов,Коэффициент передачи входного напряжения выпрямителем изменяется в точ- КЕ, КОГда Овх =(812 Я 13) О 9, ИЗМЕНЯЯ 45 сопротивления В 12 и й 1 з, можно изменять точку излома. Меняя выбор таких выпрямителей с регулируемыми точками и излома и регулируемым коэффициентом передачи, суммируя их выходные сигналы с напряже нием на выходе аналого-цифрового преобразователя с помощью сумматора можно получить нужное аппроксимирующее напряжение. 55 ф о р м у л а и э. о б р е т е н и яЦифровой термометр, содержит термопреобразователь, подключенный через согласующее устройство к входу усилителя, вход которого соединен с первым сигналь1679220 10 Составитель В, КуликоТехред М.Моргентал едактор Е. Па ектор М. аказ 3202 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 ным входом аналого-цифрового преобразователя, второй сигнальный вход которого соединен с общей шиной термометра, а его входы подключены к входам цифрового индикатора, источник образцового напряже ния, первый вывод которого подключен к первому опорному входу аналогоцифрового преобразователя, а второй вывод соединен с общей шиной термометра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок кусочно-линейной аппроксимации, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход соединен с вторым опорным входом аналого-цифрового преобразователя и общей шиной термометра,