Цифровой термометр

Цифровой термометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к цифровой термометрии и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошибки 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. W Ё о VJ ю кэ кэ о

СО|ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 К 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЪ|И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4721594/10 (22) 15.06.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (7!) Специальное конструкторское бюро

"Электротермометрия" (72) В.И.Гошовский, Я.В.Борис и Ю.Н.Горди йчук (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1216674, кл. G 01 К 7/24, 1984.

Патент США М 4423968, кл, G 01 К 7/14, опублик. 1981. (54) ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР (57) Изобретение относится к цифровой термометрии и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошиб„„533„„1679220 Al 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.

1679220

Изобретение относится к цифровой термометрии и может. быть использовано при создании дешевых термометров, работающих в комплекте с первичными преобразователями температуры, имеющими нелинейную характеристику.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры путем уменьшения ошибки измерения, вызванной нелинейностью термопреобразователя, при одновременном упрощении термометра.

На фиг.1 представлена блок-схема цифрового термометра; на фиг. 2 — функциональная схема блока кусочно-линейной аппроксимации.

Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1, например термоэлектрический; согласующее устройство 2, усилитель

3, аналого-цифровой преобразователь 4, источник 5 образцового напряжения, блок 6 кусочно-линейной аппроксимации и цифровой индикатор 7.

Блок 6 кусочно-линейной аппроксимации содержит п выпрямителей 8,1,...,8.п, где и — число участков кусочно-линейной аппроксимации, первые входы которых соединены с входом блока, вторые входы соединены с источником 9 образцового отрицательного напряжения, а выходы подключены к и входам сумматора 10, (и +1) -й вход которого подключен к входу блока,а его выход — к выходу блока.

Каждый выпрямитель о содержит операционный усилитель 11, неинвертирующий вход которого подключен к общей точке термометра, резисторы 12-15, диоды 16 и 17.

Сумматор 10 содержит резисторы 18, 19.1,...,19.(п+1).

Согласующее устройство 2 должно обеспечивать преобразование сигнала с термопреобраэователя 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 с термопреобразователя 1, поступает через усилитель 3 с коэффициентом усилителя К на сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя 4 и на вход блока 6 кусочно-линейной аппроксимации. Напряжение на выходе усилителя 3 Ug(t) имеет нелинейную зависимость от измеряемой температуры. Характер нелинейности напряжения на выходе усилителя 3 идентичен статической характеристике термопреобразователя 1. Аналого-цифровой преобразователь 4 преобразует напряжение с выхода усилителя 3 Ua(t) в цифровой код N:

5 и ua()к (1)

Uon где 14й - U5- U5(t) — опорное напряжение на

10 опорном входе аналого-цифрового преобразователя;

U5 — образцовое напряжение, снимаемое с источника 5;

U5(t) — напряжение на выходе блока ку15 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) откуда

Р)

С помощью блока 6 формируется кусочно-линейное напряжение, близкое к U5(t)— рассчитанному.по выражению(3). Этот блок построен на основе выпрямителей, работа которых описывается выражением и.,— +ия l4. U R11 о: й15 + R14 й! + R и з и з, при, R,з

R14 R14 Rn .

35 12 Rls и з — Uex и + Us †. при Uâ — 09 (4) где Usux,U» — выходное и входное напряжения;

Ug — напряжение источника 9;

40 R12,...,R15 — сопротивление соответствующих резисторов, Коэффициент передачи входного напряжения выпрямителем изменяется в точке. когда 0» =(012/й1з) Ug. Изменяя

45 сопротивления R12 и R13, можно изменять точку излома. Меняя выбор таких выпрямителей с регулируемыми точками и излома и регулируемым коэффициентом передачи, суммируя их выходные сигналы с напряжением на выходе аналого-цифрового преобразователя с помощью сумматора можно получить нужное аппроксимирующее напряжение.

Формула изобретения

Цифровой термометр, содержит термопреобразователь, подключенный через согласующее устройство к входу усилителя, вход которого соединен с первым сигналь1679220

10 Риг. 2

Составитель В. Куликов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Кучерявая

Редактор Е. Папп

Заказ 3202 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 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- 5 ния, первый вывод которого подключен к первому опорному входу аналогоцифрового преобразователя, а второй вывод соединен с общей шиной термометра, отличающийся 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.