Цифровой термометр

 

ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий термопреобразователь, выход которого соединен с входом времяимпульсного аналого-цифрового преобразователя , первый регистр, синхровход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход соединен с выходом, а выход - с пер/ вым входом первого сумматора, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами аналогоцифрового преобразователя, первого регистра, блока памяти и блока индикации , второй сумматор, отличают и и с я тем, ЧТО; с целью повышения точности измерения,, в него введён второй регистр, синхровход которого соединен с выходом анат огоцифрового преобразователя, управляющий вход соедингн с блоком управления , выход соединен с вторым входом первого сумматора и первым входом второго сумматора, вход соединен с выходом, а установочный вход - с вторым входом второго сумматора и выходом блока памяти адресные в:со (Л ды которого соединены с выходом первого регистра и входом блока инди .кации. № СО 4:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(Я) 6 01 К 7/00. Г9СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0PCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3399594/18-10 (22) 26.02. 82 (46) 07.05 .83, Вюл. Р 17 (72) А.И.иванов и A.A.Ïàñå÷íèê (71) Челябинский ордена "Знак Поче,та" завод "Теплоприбор" 53) 536.53(088.82 (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р. 838408, кл. G 01 К 7/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР йо заявке Р 3242424/18-.10, кл. 6, 01 К 7/00, 1981 (прототип ). (54) (57 } ЦИФРОВОЙ TEPNOMETP, содержащий термопреобразователь, выход которого соединен с входом времяим- . пульсного аналого-цифрового преобразователя, первый регистр, синхровход которого соединен с выходом аналого- цифрового преобразователя, вход соединен с выходом, а выход . — с пер„.SU.„4 А вым входом первого сумматора, блок управления, выходы которого соединены с. управляющими входами аналогоцифрового преобразователя, первого .регистра, блока памяти и блока индикации, второй сумматор, о т л и ч а— ю шийся тем, что; с целью повнщения точности измерения, в него введен второй регистр, синхровход . которого соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, управляющий вход соединен с блоком управления, выход соединен с вторым входом первого сумматора и первым входом второго сумматора, вход соединен с выходом, а установочный вход — с вторым входом второго сумматора и выходом блока памяти, адресные в:соды которого соединены с выходом первого регистра и входом блока инди.кации.

101бб94

Поставленная цель достигается тем, что a цифровой термометр, содержащий термопреобразователь, выход которого соединен с входом времяимпульсного аналого-цифрового преобразователя, первый регистр, синхровход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход соединен с выходом, а выходс первым входом первого сумматора, блок управления, выходы которого соединены с управляющими-входами аналого-цифрового преобразователя, первого регистра, блока памяти и 60 блока индикации, второй сумматор, введен второй регистр, синхровход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя . управляющий вход соединен с вторым входом 65

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к цифровым термометрам с коррекцией нелинейности преобразователя.

Известен цифровой термометр, н котором осуществляется" коррекция нелинейности термопреобразонателя, содержащий термопреобраэонатель, аналого-цифровой преобразователь (AIUI ), блок памяти, блок индикации, сумматор, регистр и блок управле ния .(1).

Однако укаэанный термометр не обеспечивает высокой точности измерения температуры..

Наиболее близким к предлагаемому 15 по технической сущности является цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобраэователь, выход которого соединен с входом нремяимпульсного аналого-цифрового Zp преобразователя, первый регистр, . синхровход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход соединен с выходом, а выход — с первым входом первого сум- 75 матора, блок упранления, выходы которого соединены с управляющими ,входами аналого-цифрового преобразователя, первого регистра, блока, памяти и блока индикации, второй сумматор (2 ).

В этом устройстве производится кусочно-линейная аппроксимация нелинейной характеристики термопреобраэователя, причем наклон для каж-. дого участка аппроксимирующей ломаной хранится в блоке памяти.

Основной недостаток устройства- прототипа состоит н том, что кусочно-линейная аппроксимация не обеспечивает достаточной точности из- 40 мерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем использования для аппроксимации характеристики термопреобраэователя полиномов вто- 45 рой степени.,первого сумматора и первым входом второго сумматора, нход соединен с выходом, а установочный вход — с вторым входом второго сумматора и выходом блока памяти, адресные входы которого соединены с выходом первого регистра и входом блока индикации.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1, аналого-цифровой преобразователь 2 нремяимпульсного кодирования, блок 3 управления, ° перный сумматор 4, первый регистр 5, второй сумматор б, второй регистр

7, блок 8 индикации, блок 9 памяти.

Цифровой термометр работает следующим образом.

Весь диапазон измеряемых темпеРатур разбивается на ряд подциапазонов. Характеристика термопреобразователя, т.е-. зависимость выходного сигнала термопреобразователя 0(8) от температуры 8 на каждом поддиапазоне может быть аппроксимирована полиномом второй степени

U„(8)=a„8. +о" 82, где ао a02 ° ° ° е а2 — постоянные

10 коэффициейты, которые заносятся в блок 9 памяти.

Первоначально. рассмотрим работу термометра на первом участке аппроксимации.

Напряжение с термопреобразователя, пропорциональное измеряемой температуре, поступает на вход ADII 2, который преобразует его в пачку импульсов п.

До прихода импульсов на входы регистров регистр 5 обнулен, а в регистр 7 иэ блока 9 памяти занесено число а

Первыи сумматор 4 и первый регистр

5 предназначены для суммирования и хранения результатов. На этих эле- ментах фактически организован накапливающий сумматор, который работает следующим образом.

Сумматор 4 складывает содержание регистров 5 и 7, а по каждому импульсу п, поступающему на синхровходы регистра 5, эта сумма заносится. в регистр 5.

Для первого синхроимпульса выход-! ной код регистра 5 „ = с .ц>, для

B Toporo импульса у2. a 10+ а 11 t для п-го импульса

tl (2 .7=0 "3

Сумматор б и регистр 7 работает аналогично, с той лишь разницей, что на первом участке аппроксимации значения приращения на каждый импульс

АЦП постоянны.

1бб94 и, 1 о

Составитель В Куликов

Редактор A. Власенко ТехредМ.Коштура КорректорИ.шулла

Заказ 3377/43 Тираж 873 . Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЯПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10

Учитывая, что перед работой прибора в регистр 7 заносится число а„о, выходной код регистра 7 для n.ro импульса будет

С учетом t,Ç ) выражение 2 ) имеет вид аппроксимирующего полинома второй степени, причем выходной код блока 9 .памяти является коэффициентом при второй степени, а содержание регистра 7 в начале участка является коэффициентом при линейном члене п1 Ю + 2 и . (4.)

При переходе на второй поддиапазон происходит изменение адреса блоо ка 9 памяти, причем значение а изменяется на а (Значение выходного кода для этого случая. можно записать в виде

„ >- „1 (о„1(п-п„ -е" (р- ъ,) ) ( где а - значение регистра при и< импульсов, соответствующих оконча т нию первой поддиапазона.

В общем виде для всех участков аппроксимации выражение (5) будет следующим: д= „„ >„<+ ..+3 .+(»„,. (n-п,)+a (n-n

10 блока 9 памяти для каждого ti -ro участка аппроксимации

n — количество импульсов, соот15 . ветствующих окончанию 1 -го

1 участка аппроксимации.

Введение в цифровой термометр второго регистра, а также наличие новых связей между блоками термометра поз воляет осуществить кусочно параболи- ческую аппроксимацию характеристики термопреобразователя и тем самым по-; высить точность измерения температуры..-

Так . например, при использовании термоэлектрического преобразователя

TXK 0-800оС, при 16 участках аппроксимации (блок памяти имеет 1б ячеек )точность воспроизведения нели,нейности составляет О,012-С< при о 8-.разрядном,айалого-цифровом преоб.разователе, в то время как в прототи пе точность воспроизведения нелинейности при тех я:е условиях не превыша-. ет 0,6 С.