Цифровой термометр

И.%",А-" Сова Советскни Соцналнстнчвжнз Республнк(23) Приоритет Государстаенный коинтет СССР ло делан нзобретеннй н открытнйОпубликовано 150181,Бюллетень ЙЯ 2 Дата опубликования описания 25. 01. 81(54) ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР Изобретение относится к термометрии, в частности к измерению температуры с использованием различных термодатчиков термопар, термометров сопротивления и т. д.) и может быть использовано при измерении температуры с высокой точностью и быстродействием,Известен экстраполирующий термометр, содержащий термодатчик, вторичные измерительные преобразователи, корректирующие цепи, компенсирующее динамическую погрешность устройство выявляения скорости изменения темпе рйтуры, позволяющее экстраполировать результирующее значение температуры путем добавления к текущему значению температуры коэффициента, умноженно-, го на скорость изменения температуры 20 1 .Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения температуры, обусловленная наличием компенсирующего устройства, вносящего дополнительную некорректируемую погрешность в результат измерения; узкий диапазон измерения температуры среды, преимущественно температуры океанской воды от +О,ЗОС до 30+20"С; ограниченное быстродействие (сотни миллисекунд ).Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является экстраполирующий цифровой термометр, содержащий датчик температуры, соединенный к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, оперативное запоминающее устройство и индикатор, Известный термометр содержит также дифференциальный анализатор скорости изменения температуры, включенный между термодатчиком и логической схемой И, соединенный через ключ с управляющими входами оперативного запоминающего устройства, и устройство управления режимом работы термометра, выход которого соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и схемы И, при этом управляющий выход аналогоцифрового преобразователя соединен с управляющим входом ключа 2).Надостатками устройства являются очень узкий диапазон измерения температуры от +34 оС до +42 оС ), низкая точность измерения из-за большой погрешности датчика температуры с нелинейным выходом вследствие отсутст 79 ббб 8вия устройств линеаризации либо коррекции нелинейности.Кроме того, процесс прогнозирования реализуется применением аналогового дифференциального анализатораскорости изменения температуры, чтоисключает обеспечение высокой точности измерения,а быстродействие прибо"ра ограничего значительным временемпроведения цикла измерения, уменьшение которого не предусмотрено конструкцией термометра,Цель изобретения - повышение точности измерения температуры и расширения диапазона измеряемых температур,Поставленная цель достигается 5тем, что в циФровой термометр введен генератор синхроимпульсов и двамикропроцессора, один из которыхвключен между аналого-циФровым преобразователем и оперативным эапоми- Щнающим устройством, а второй микропроцессор - между оперативным запоминающил устройством и индикатором,при этом генератор синхроимпульсовподКлючен к управляющим входам аналого-циФрового преобразователя, оперативного запоминающего устройства,первого и второго микропроцессора.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого цифрового термометра.устройство содержит датчик 1 температуры, аналого-циФровой преобразователь АЦП) 2, первый микропроцессор 3, оперативное запоминающееустройство ОЗУ) 4, второй микропроцессор 5, индикатор б, генератор 7синхроимпульсов.Датчик 1 температуры соединен синформационным входом АЦП 2, микропроцессор 3 включен между АЦП 2 и ОЗУ4, микропроцессор 5 включен между 40ОЗУ 4 и индикатором б, а генератор7 синхроимпульсов подключен к управляющим входам АЦП 2 и ОЗУ 4, микропроцессоров 3 и 5.Экстраполирующий цифровой термометр работает следующим образом.Датчик температуры помещают в измеряемую среду, Он постепенно нагревается цо температуры измеряемойсреды. В процессе своего нагрева,датчик 1 температуры непрерывно передает промежуточные значения температуры, до которой он успел нагреться, в виде электрических сигналов,на информационный вход АЦП 2, Генератор 7 синхроимпульсов подает синхроимпульсы на управляющие входыАЦП 2, СЗУ 4 и микропроцессоров 3 и5.В момент поступления синхроимпульсов от генератора 7 на управляющий 60 вход АЦП 2, электрический сигнал, отображающий температуру датчика в этот же момент времени, поступает на информационный вход АЦП 2, преобразуется и в виде циФрового кода пос тупает на информационный вход микропроцессора 3. В момент поступления следующего синхроимпульса от генератора 7 на управляющий вход АЦП 2 злектрический сигнал, отображающий температуру в следующий момент времени, поступивший от датчика 1 на информационный вход АЦП 2, преобразуется и в виде нового циФрового кода поступает на информационный вход микропроцессора 3 и т. д. Датчик 1 температуры, как и все датчики, обладает нелинейной зависимостью между выходным электрическим сигналом и температурой датчика, вследствие этого цифровые коды на выходе АЦП 2 нелинейныйо отношению к измеряемой телпературе, В моменты поступления синхроимпульсов от генератора 7 на управляющий вход микропроцессора 3, он производит вычисление температур датчика 1, до которых он нагрелся к моменту поступления синхроимпульсов от генератора 7, по формуле апроксимирующей нелинейную зависимость между выходами электрическим сигналом датчика 1 и его температурой. Таким образом, в моменты времени, задаваемые генератором 7 синхроимпульсов, электрические сигналы на выходе микропроцессора 3 пропорциональны определенным значениям температуры датчика 1, т, е. микропроцессором проведена линеаризация. Дискретные значения температуры с выхода микропроцессора 3 поступают на информационный вход ОЗУ 4, представляющего собой, например, сдвиговый регистр с количеством ячеек, достаточным дляхранения нескольких, например трех результатов измерения, т, е. ОЗУ 4 хранит результат трех последовательных измрений температуры и при поступлении очередного синхроимпульса от генератора 7 содержимое ОЗУ 4 обновляется на 1/3. Коды, соответствующие значениям температуры датчика 1, накопленные в ОЗУ 4, поступают на информационный вход микропроцессора 5. В момент поступления синхроимпульса от генератора 7 на управляющий вход микропроцессора 5, микропроцессор 5 вычисляет измеряемую температуру среды, которая отображается на индикаторе б, Таким образом, экстраполирующий цифровой термометр показывает температуру измеряемой среды раньше, чем нагреется до этой температуры сам датчик 1, что позволяет применять предлагаемое устройство для измерения очень высоких температур, которые невозможно замерить известными датчиками.Предлагаемый цифровой термометробеспечивает широкий диапазон измерений, так как он может работать с любыми термодатчиками и нелинейностьих характеристик во всем диапазонеизмерения может быть скорректирована обработкой результатов измерения796668 Формула изобретения Составитель В,КопаевРедактор А.Долинич Техред И,Голинка Корректор Г.Решетник Заказ 9758 5 Тираж 918 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филйал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,в первом микропроцессореБлагодаряэтому, предлагаемое устройство может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства. Крометого, быстродействие термометра определяется десятками миллисекунд. Цифровой термометр, содержащий датчик температуры, соединенный с информационным входом аналого-цифрового преобразователя оперативное запоминающее устройство и индикатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых температур, в него введен генератор синхроимпульсов и два микропроцессора, один из которых включенмежду аналого-цифровым преобразователем и оперативным запоминающимустройством, а второй микропроцрссормежду оперативным запоминающим устройством и индикатором, при этом генератор синхроимпульсов подключен куправляющим входам аналого-цифрового преобразователя, оперативногозапоминающего устройства, первого и10 второго микропроцессоров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 3892281,кл. С 01 К 7/16, опублик. 1974,15 2. Патент СШЛ Ф 3872726,кл. С 01 К 7/24, опублик. 1972 (прототип).