Многоточечный цифровой термометр

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоциалистическиереспублик(5 )М, Кл,01 К 7/02 Гесударстеаивй комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(54) МНОГОТОЧЕЧНЫЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР Изобретение относится к области тем,пературных измерений и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где производится измерение температуры с помощью термозлектри 5 ческих преобразователей, а также для научных исследований, где требуется высокая точность измерения. температуры.Известно устройство для измерения температуры с помощью термоэлектричес 10 кого преобразователя (ТП), в котором линеаризация характеристики ТП и компенсация термо-ЭДС свободных концов выполнена аналоговыми методами 1.Это устройство не обеспечивает высот 5 кой точности измерения температуры из-за невозможности подбора и широком диапазоне температур нелинейных компенсирующих элементов,Известно устройство для многоточеч 20 ного измерения температуры, содержащее термоэлектрические преобразователи, подключенные через коммутатор к компенса ционному мосту, включающему в себя термопреобразователь температуры свободных концов ТП, измерйтельный блок, блок памяти (2.Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения температуры, так как точная компенсация термо-ЭДС свободных концов возможна только в небольшом диапазоне температур, где кривизна нелинейных характеристик компенсационного моста и ТП одинакова.Наиболее близким к предлагаемому является многоточечный цифровой термометр, содержащий термоэлектрические преобразователи, подключенные ко входам коммутатора, термопреобразователь температуры свободных концов ТП, вычислительный блок, входы которого соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя и блоком памяти, а выход - с Индикатором. В этом устройстве выход коммутатора соединен со входом аналого-цифрового преобразователя через схему, обеспечивающую компенсацию термо-ЭДС свободных концов ТП (31,гае 0 - ЭДС ТП в процессе измерениятемпературы;Ф, - соответственно измеряемая температура и темпераура свободных концов ТП;к,т - коэффициенты, записываемые в 35 . блок памяти, которые определя-.ются для каждо 3 термопары приаппроксимации в зависимостиот заданной точности.Из формулы (2) следует, что измеря емая температура определяется выраже- нием ючает ко входу вателя мосто 3 93Недостатком устройства является низкая точность измерения в широком диапазоне температур вследствие невозможности обеспечения полной компенсациитермо-ЭДС свободных концов ТП в широком диапазоне температур.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры в широкомдиапазоне температур путем более точного учета влияния термЭДС свободныхсцавв ТП на результат измерения, атакже путем компенсации помех и дрейфануля аналого-цифрового, преобразователя.Поставленная цель достигается теь.,что в многоточечном цифровом термометретермопреобразоватвль температуры свободных концов ТП соединен с входом коммутатора, первый выход которого непосредстввнно соединен с входом аналого-цифровогопреобразователя, а второй выход соединен с блоком памяти,На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства,Многоточечный цифровой термометрсодержит ТП 1, термопреобразоватвль 2температуры свободных концов ТП,включенный в измерительную схему, например, мостовую, источник 3 питанияизмерительной схемы, коммутатор 4,один из входов которого закорочен (нвпоказано), аналого-цифровой преобразователь 5, блок 6 памяти, вычислительный,блок 7, например, микропроцессор, индикатор 8.Цифровой термометр работает следующим образом.Измеряемая температура и температура свободных концов ТП преобразуется термопреобразователями 1 и 2 в ЭДС.Коммутатор 4 подает на вход аналогоцифрового преобразователя ЭДС каждогоТП поочередно с ЭДС мостовой схемыи нулевым потенциалом закороченноговхода.Когда на вход аналого-цифровогопреобразователя подан нулевой потенциал, на выходе аналого-цифрового преобразователя имеется код, соответствующий дрейфу нуля аналого-цифрового преобразователя н уровню помех действующих на входе термометра, который вычислительным блоком 7 вычитается изкодов соответствующих ЭДС ТП и ЭДСмостовой схемы. Тем самым достигаетсякомпенсация дрейфа нуля аналого-цифрового преобразователя, а также помех, влияющих на точность измерения,Когда коммутатор подкланалого-цифрового преобразо 2277 4вую схему, вычислительный блок поскорректированному коду ЭДС мостовойсхемы вычисляет температуру свободныхконцов ТП по формуле, аппроксимирующейк зависимость ЭДС мостовой схемы оттемпературы. Эта формула может быть:подобрана с любой заданной точностьюи состоять из любых элементарных идаже неэлементарных функций, так какО современныв микропроцессоры могут вычислять значение тригонометрических,гиперболических и других функций с точностью до шести и более знаков,Характеристика мостовой схемы аппроМ ксимируется, например, формулой=фи+ Ь"фн (")где 1 Х - температура свободных концовТП;29 с,Ь - коэффициенты, хранящиеся в блэке памяти;Р- величина ЭДС на выходе мостовой схемы.Характеристика любого ТП также23 апцроксимируется с любой заданной точностью, например, формулойе= к и-+) С-,), я)- КФ ,Р)аТаким образом, компенсация влияния термо-ЭДС свободных концов каждого ТП производится с учетом нелинейности характеристики мостовой схемы и нелиней- . ности характеристики каждого ТП, Компенсация влияния термо-ЭДС холодных концов ТП и линеарнзация характеристики ТП производится в одном блоке.В качестве блока памяти можно использовать интегральную микросхему - постоянное запоминающее устройство с электрическим перепрограммированнем. Это позволяет без изменения схемы тер, мометра использовать его с любыми тиМноготочечный цифровой термометр, содержащий термоэлектрические преобразователи, подключенные к входам комму татара, термопреобразователь температуры свободных концов термоэлектрических преобразователей, вычислительный блок, входы которого соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя и 5 93227,7 6нами ТП, корректировать метрологичес- блоком памяти, а выход - с индикатором,кне характеристики термометра с учетом о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, снестабильности характеристик ТП во вре- целью повышения точности измерения вмени, легко переходить от одних типов широком диапазоне температур, термоТП к другим. преобразователь температуры свободныхВ сравнении с известным предлагаемый концов термоэлектрических преобразовацифровой термометр имеет более высокую телей соединен с входом коммутатора,точность измерения температуры. первый выход которого непосредственносоединен с входом аналого-цифрового1 о преобразователя, а второй выход соедиФ о р м у л а и з о б р е т е н и я нен с блоком памяти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЖ 433358, кл, С; 01 К 7/02, 1971,2, Авторское свидетельство СССРПодписноекомитета СССРи открытийаушская наб д. 4/5