Цифровой измеритель температуры

 

Изобретение касается температурных измерений и позволяет упростить цифровой измеритель температуры Сигнал с выходной диагоналиизмерительного моста, образованного термопреобразователем сопротивления (ТС) 9 и образцовыми резисторами 6, 7, 8, поступает через дифференциальный усилитель 10 на сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 4. на опорный вход которого подается через делитель 3 напряжения опорное напряжение от источника 1 напряжения Дифференциальный 1внератор тока, на инвертирующий вход которого подается через делитель 5 напряжения сигнал с выхода усилителя 10, формирует ток, зависящий от значения сспротивления ТС 9 таким образом , чтобы обеспечить линейную зависимость между температурой и выходным сигналом АЦП 1 ил сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 К 7!16

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° (21) 4705633/10 (22) 18.05.89 (46) 15.06.91. Бюл. ¹ 22 (71) Специальное конструкторское бюро

"Электротермометрия" Луцкого производственного объединения "Электротермометрия". и Львовский политехнический институт (72) Э.M,Ãàønað, H,È.Ãðèáîê, Я.А.Пастернак, Ю,В,Сасин, Б.M.Ñêoðîïàä и Т,С.Ñóðêoâà (53) 536.531(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1216674, кл. G О1 К 7/24, 1984.

White ОЯ. The linearisation of resistance

thermometers. — I. Phys. Е.: Sci Instrum„vol, 17, 1984, р, 383. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРА ТУРЫ (57) Изобретение касается температурных измерений и позволяет упростить цифровой

„„. Ж„„1656345 А1 измеритель температуры; Сигнал с выходной диагоналиизмерительного моста, образованного термопреобразователем. сопротивления (ТС) 9 и образцовыми резисторами 6, 7. 8, поступает через дифференциальный усилитель 10 на сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП)

4, на опорный вход которого подается через делитель 3 напряжения опорное напряжение от источника 1 напряжения. Дифференциальный генератор тока, на инвертирующий вход которого подается через делитель 5 напряжения сигнал с выхода усилителя 10, формирует ток, зависящий от значения сспротивления ТС 9 таким образом, чтобы обеспечить линейную зависимость между температурой и выходным сигналом АЦП. 1 ил, 1656345

Изобретение относится к цифровой термометрии и может найти применение при измерении температуры при помощи портативных цифровых измерителей температуры с автономным питанием в комплекте с платиновыми термопреобразователями сопротивления.

Цель изобретения — упрощение цифрового измерителя температуры, путем исключения двух операционных усилителей при сохранении точности измерения, а также обеспечения возможности получения аналогового выходного сигнала, пропорционального измеряемой температуре. снимаемого относительно общей шины измерителя.

На чертеже приведена схема цифрового измерителя температуры.

Цифровой измеритель температуры содержит источник 1 постоянного напряжения, дифференциальный генератор 2 тока, первый делитель 3 напряжения, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 4, второй делитель 5 напряжения, первый, второй и третий образцовые резисторы 6, 7 и 8 соответственно, термопреобразователь сопротивления (ТС) 9 и дифференциальный усилитель 10.

Цифровой измеритель температуры ра-. ботает следующим образом.

Напряжение источника 1 постоянного напряжения подается на вход первого делителя 3 напряжения и на неинвертирующий вход дифференциального генератора 2 тока, к выходу которого по мостовой схеме подключены резисторы 6-8 и,ТС 9;

На выходе дифференциального усилителя 10 формируется напряжение

0ю = — I K (1) где I — ток на выходе генератора тока 2; R(0) — сопротивление ТС 9; R), Rz и Кз — сопротивления резисторов 6, 7-и 8 соответственно;

К вЂ” коэффициент усиления дифференциального усилителя 10, Напряжение Uip с коэффициентом передачи Р второго делителя 5 напряжения подается на инвертирующий вход дифференциального генератора 2 тока. Значение тока! дифференциального генератора 2 тока может быть найдено из уравнения Uo -Д010 (2) .

R где Uo — напряжение на неинвертирующем входе генератора 2 тока;

R — сопротивление токозадающего резистора, входящего в состав генератора тока (не показано), или

Uo (3)

) На выходе АЦП 4, который имеет функцию преобразования

N= Кацпу —, Uio (4) где Кацо- коэффициент передачи АЦП 4; U«

= К 0Π— значение напряжения на опорном входе АЦП;

K> — коэффициент передачи первого делителя 3 напряжения, получаем код числа

10 к - к,„. 0 (5

Поскольку платиновый ТС 9 имеет отрицательную вторую производную, то линеаризация в цифровом измерителе температуры осуществляется за счет того. что с увеличением К(6) возрастает напряжение 01о, так как с ростом R(6) в выражении (1) уменьшается знаменатель. Выбором численного значения коэффициента передачи P второго делителя напряжения 5 можно обеспечить заданную погрешность линеаризации в диапазоне температур То — Т», а выбором коэффициентов К, К1 — соответствие получаемого кода N измеряемой температуре в градусах.

Аналоговый выходной сигнал, пропорциональный измеряемой температуре, может быть снят склемм 11,,12, соединенных с выходом усилителя 10 и общей шиной цифposoro измерителя температуры,.

Формула изобретения

Цифровой измеритель температуры. содержа(ций термопреобраэователь сопротивления, аналого-цифровой преобразователь, дифференциальный гене40 ратор тока, два делителя напряжения, дифференциальный усилитель и источник постоянного напряжения, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального генератора тока и с входом

45 первого делителя напряжения, выход которого подключен к неинвертирующему опорному входу . аналого-цифрового преобразователя, инвертирующий опорный вход которого соединен с общей шиной, при этом инвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с первым выводом термопреобразовате1я сопротивления, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения цифрового измерителя температуры при сохранении точности измерения, в него введены три образцовых резистора, при этом второй вывод термопреобразователя сопротивления соединен с общей шиной, а первый вывод подключен через первый об1656345

Составитель В. Куликов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска

Редэктор М, Келемеш

Заказ 2045 Тираж 402 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 разцовый резистор к выходу дифференциального генератора тока, инвертирующий вход которого соединен через второй делитель напряжения с инвертирующим сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя и выходом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого соедияен с первыми выводами второго и третьего образцовых резисторов. вторые выводы которых соединены соответственно, с выходом дифференциального ге5 нератора тока и общей шиной, соединенной с неинвертирующим сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя.