Многоканальное устройство для измере-ния температуры

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(ц 847067 61 ) Дополнительное к авт, сеид-ву22) За я еле но 07.08.79 (21) 2807837/18-10 51)М. Кл. 6 01 К 7/00. присоединением заявкиГосударственный комитет СССР(23) П риоритет -публиковано 15.07 по делам изобрвтеии и открытийта опубликования описания 15.07.81 4) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛТЕМПЕРАГУРЫ МЕРЕНИЯИзобретение относится к измерительной техке, в частности к устройствам измерения температуры.Известно устройство для измерения температуры, которое содержит датчики температуры,коммутатор и усилители т 3).Однако дляобеспечения автоматизации процесса измерения такая структура измерительной цепи требует дополнения в виде второйступени коммутации и АЦП, что усложняетконструкцию и снижает надежность устрой.ства в целом,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и. достигаемому результатуявляется многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее датчики температуры, подключенные к неинверсному входуоперационного усилителя с отрицательной обратной связью из делителя напряжения, выполненного на резисторах, а выход операцион.ного усилителя подключены к аналого-цифро.ному преобразователю 2),Недостатком устройства является ограниче.ние входного сопротивления прибора, что ис. ключает применение длЯ измерения высокоом ных датчиков температуры, а также низкая точность измерения температуры.Цель изобретения - повышение точности и,расширение пределов измерения за счет исключения ограничения входного сопротивленияусилителя и датчика.Поставленная цель достигается тем, что вустройство введен дешифратор, подключенныйк коммутатору, причем в отрицательную обрат.ную связь усилителя введены и ключей сосхемами управления по числу диапазонов измерений, а в делитель отрицательной обратнойсвязи - идополнительных резисторов, при. зтом выходы делителя соединены с первыми 5коммутационттыми входами ключений, управляющие входы которых подключены к вы.ходу дешифратора через схемы управления, авторые коммутационные выходы ключей сое- Вдинены с инверсным входом операционногоусилителя.На чертеже представлена функциональнаясхема многоканального устройства для измерения температуры.3, 8470Устройство содержит датчики 1 температуры,коммутатор 2 с ключами 3 идешифратором 4,схемы 5 управления, ключи 6, операционныйусилитель 7 и АЦП 8. При этом датчики 1температуры подключены к ключам 3 коммутатора 2 к которому подключен дешифратор4. Управляющие входы Д ключей 6 соединены с дешифратором 4 через схемы 5 управления, выходы Б подключены к неинверс.ному входу операционного усилителя 7, а вы-, 10ходы А соединены с выводами делители от.рицательной обратной связи, состоящего изрезисторов (В:, Вп). Выход операционного усилителя 7 подключен к входу АЦП 8.Датчики 1 поочередно подключаются коммутатором 2 к неинверсному входу усилителя7, На инверсный вход усилителя заведена отрицательная обратная связь по напряжениюна делитель, выполненный на резисторахВ.,Вп, коэффициент деления которого устанав- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яливается с помощью ключей 6, управляемыхсигналом с дешифратора 4 через схемы 5 управления, каждая из которых объединяет повходу управляющие сигналы, включающие каналы с одним измерительным диапазоном.При этом коэффициент деления в цепи обрат.ной связи для каждого диапазона выбираетсяиз расчета обеспечения единой измерительнойшкалы по выходу усилителя за счет изменения коэффициента усиления, определяемогопо о муле фрВ + ВКосгде В В 1, Вп - Резисторы в делителе отрицательнойобратной связиусилителя;и - 1 - число измерительных диапазонов,Таким образом с помощью одного усилителя осуществляется нормирование измерительной шкалы,В дышом устройстве нет ограничения повходному сопротивлению его и по сопротивлению датчика, что, в свою очередь, позволяет повысить точность и расширить пределыизмерения. Кроме того, увеличенное входноесопротивление усилителя позволяет применитьперспективный и зкономический коммутатор 67 4на КМОП. структуре, имеющий большой ресурс, надежность и быстродействие. Погрешность; коммутации, зависящая от переходного сопро. тивления ключа коммутатора и входного со. противления усилителя, определяется по формулеЯкм = кл 100%Ввхгде Вкл - переходное сопротивление ключакоммутатора;Ввх - входное сопротивление усилителя.Погрешность будет меньше 0,01% при Ввх = 3 мОм и Вкл = 200 Ом, т,е. в данном случае ею практически можно пренебречь.Таким образом, указанные достоинства создают предпосылки для широкого использования данного устройства в народном хозяйстве. Многоканальное устройство для измерениятемпературы, содержащее датчики температуры,подключенные к коммутатору, выход которо 25 го подключен к неинверсному входу операционного усилителя с отрицательной обратнойсвязью иэ делителя напряжения, выполненногона резисторах, а выход операционного усилите.ля подключен к аналого-цифровому преобра.Зо зователю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и расширенияпределов измерения устройства, в него введен детиифратор, подключенный к коммутатору, причем в отрицательную обратную связь35 усилителя введены и ключей со схемами уп.равления по числу диапазонов измерений, а вделитель отрицательной обратной связи - и - 1дополнительных резисторов, приэтом выходы делителя соединены с первыми коммутационны 40 ми входами ключей, управляющие входы которых подключены к выходу дешифратора че.- рез схемы управления, а вторые коммутационные выходы ключей соединены с инверснымвходом операционного усилителя.45 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И 389418,кл, С 01 К 7/02, 1971.2. Авторское свидетельство СССР Р 466461,50 кл. 6 01 В 19/00, 1973 (прототип).Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 5467/63 Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская набд. 4/5