Электронный термометр

 

Изобретение относится к приборостроению и в частности, к технике измерения температуры. С целью повышения быстродействия в термометр введены нагреватель в виде электронного повторителя и полупроводниковый позистор, включенный в выходную цепь нагревателя и расположенный на подложке параллельно терморезистору. На противоположной стороне подложки, обращенной к терморезистору, расположены электрическая мостовая схема и выводы терморезистора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 К 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4735681/10 (22) 07.09 89 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) 8.С.Москалев,.Л.А.Свержин и Ю.Н.Калинкин (53) 536.628.3 (088.8) (56) Патент ФРГ М 2724930, кл. G 01 К 7/20, 1978.

Патент США М 4204419, кл. 6 01 К 7/28, 1980.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения температуры с полупроводниковыми термочувствительными элементами, и может быть использовано в качестве медицинского термометра.

Известен электронный клинический термометр, состоящий из термочувствительного элемента, в качестве которого ис-. пользуется терморезистор, включенного в автоматически уравновешивающуюся изме рительную мостовую схему, шкалы с механизмом ее вращения и батареи питания.

Недостатком этого термометра является значительное время измерения, необходимое для повышения температуры чувствительного элемента от температуры окружающей среды до температуры контролируемого объекта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электронный

„„ Ж ÄÄ 1721450 А1 (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОМЕТР (57) Изобретение относится к приборостроению и в частности, к технике измерения температуры. С целью повышения быстродействия в термометр введены нагреватель, в виде электронного повторителя и полупроводниковый позистор, включенный в выходную цепь нагревателя и расположенный на подложке параллельно терморезистору. На противоположной стороне подложки, обращенной к терморезистору, расположены электрическая мостовая схема и выводы терморезистора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил, ие термометр с полупроводниковым терморезистором; содержащий электрическую мостовую схему, средства предварительного нагрева терморезистора и электронную схему, задающую алгоритм-работы термометра.

° мтмй

Недостатком известного термометра фЬ является невысокое быстродействие, обус- (Я ловленное необходимостью предваритель- С ного подогрева терморезистора перед каждым иамерениам де температуры, блиакой к ожидаемой.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерения за счет постоянного подогрева позистора, применяемого в качестве нагревающего элемента до температуры, близкой к ожидаемой температуре контролируемого объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в электронный термометр, содержащий корпус, в котором установлены капсула с полу1721450

55 проводниковым терморезистором на подложке, включенным в одно из плеч электрической мостовой схемы, одна диагональ которой подсоединена к источнику питания, а вторая — к входу электронного усилителя, выход которого соединен с входом индикатора, введены нагреватель, выполненный в виде электронного повторителя, полупроводниковый позистор, включенный в выходную цепь нагревателя, который расположен на подложке параллельно терморезистору, при этом на противоположной стороне подложки, обращенной к терморезистору, расположены электрическая мостовая схема и выводы терморезистора, Кроме того, терморезистор и позистор

8blflollHGHbl пленочными, причем наружная поверхность терморезистора покрыта теплопроводящей эмалью, а капсула имеет сферическую форму и установлена в корпусе с возможностью поворота.

На фиг, 1 изображен электронный термометр. разрез; на фиг. 2 — структурная схема термометра; на фиг. 3 — графики, характеризующие процесс нагрева позистора и стабилизации его температуры.

Электронный термометр содержит кор-. пус 1, в котором установлены капсула 2, нагреватель 3, выполненный в виде электронного повторителя. электронный усилитель 4. индикатор 5 и источник 6 питания, 8 капсуле 2 установлена втулка 7, на которой расположен пленочный полупроводниковый терморезистор 8 на подложке и параллельно ему на подложке 9 — пленочный полупроводниковый позистор 10. На противоположной стороне подложки 9, обращенной к терморезистору 8, размещена электрическая мостовая схема 11 и выводы

12 терморезистора 8. Наружная поверхность терморезистора 8 покрыта теплопроводящей эмалью 13, допускающей обработку антисептическими средствами, образующей сферическую поверхность 14 для надежного контакта чувствительного элемента с мягкими тканями контролируемого объекта.

Капсула 2 имеет сферическую форму и установлена в корпусе 1 с возможностью поворота, что обеспечивает наилучшие условия для измерения температуры контролируемого объекта при изменении его положения. Цилиндрическая часть 15 капсулы 2 ограничивает угол ее поворота относительно корпуса 1, в котором выполнены симметричные пазы 16 и 17 для извлечения капсулы 2 из корпуса 1, например для проведения стерилизации.

Соединительные провода 18, проходящие через осевое отверстие 19 капсулы 2, 5

45 имеют длину, допускающую поворот капсулы 2 в корпусе 1, а также извлечение ее из корпуса 1 на расстояние до 100 мм.

Полупроводниковый пленочный терморезистор 8 включен в одно из плеч электрической мостовой схемы 11, одна диагональ которой подсоединена к источнику 6 питания, а другая — к входу электронного усилителя 4, выход которого соединен с входом индикатора 5. К источнику 6 питания подсоединен нагреватель 3, в выходную цепь которого включен полупроводниковый пленочный позистор 10. Для обслуживания электронного усилителя 4 и источника 6 питания в нижней части корпуса 1 термометра установлена резьбовая крышка 20.

Электронный термометр работает следующим образом.

При включении напряжения питания происходит нагрев пленочного полупроводникового терморезистора 8 от нагревателя, функции которого выполняет пленочный полуп роводниковый позистор 10.

Стабилизация рассеиваемой мощности, и соответственно, температуры позистора

10 основана на использовании положительного температурного коэффициента сопротивления. достигающего в определенном диапазоне температур значения (0,200,25} С . По мере увеличения температуры позистора 5 его сопротивление Rn возрастает по закону, близкому к линейному, а изменение тока, протекающего через позистор

10, определяется суммарным сопротивлением позистора 10 и выходного сопротивления нагревателя 3.

При настройке электронного термометра задаются выходные параметры — напряжение и сопротивление нагревателя 3 таким образом, что мощность, рассеиваемая на позисторе 10, определяемая соотношением

Р = Р R, в рабочем диапазоне температур остается примерно постоянной и поддерживается постоянной температура позистора

10.

В электронном термометре величина температуры позистора 10 устанавливается близкой к ожидаемой температуре контролируемого объекта, например 36 С. До этой же температуры нагреваются элементы, размещенные в капсуле 2, терморезистор 8, его выводы 12, электрическая мостовая схема 11. Подогрев позистора 10 и. следовательно, терморезистора 8 до исходной температуры осуществляется постоянно и включается до измерения температуры, поэтому время измерения определяется только временем достижения терморезистором

8 температуры контролируемого объекта, 1721450

Предлагаемый электронный термометр обеспечивает повышение быстродействия, а также надежности измерения температуры за счет устранения циклического нагрева 5 терморезистора от температуры окружающей среды до исходной температуры. Погрешность измерения температуры не. превышает "=0,1 С, а время, необходимое для проведения измерения, составляет 4 с 10 при предварительном нагреве термочувствительного элемента до 36 С.

Формула изобретения

1. Электронный термометр, содержащий корпус, в котором установлены капсула 15 с полупроводниковым терморезистором на подложке, включенным в одно из плеч электрической мостовой схемы, одна диагональ которой подсоединена к источнику питания, а вторая — к входу электронного усилителя, 20 выход которого соединен с входом индикатора, отл ича ющийся тем, что,с целью повышения быстродействия измерения, в него введены нагреватель, выполненный в виде электронного повторителя, полупроводниковый позистор, включенный в выходную цепь нагревателя, который расположен на подложке параллельно терморезистору, при этом на противоположной стороне подложки, обращенной к терморезистору. расположены электрическая мостовая схема и выводы терморезистора.

2. Термометр по и. 1, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что терморезистор и позистор выполнены пленочными, причем наружная поверхность терморезистора покрыта теплопроводящей эмалью.

3. Термометр по пп. 1 и 2, отл и ча юшийся тем, чтб капсула имеет сферическую форму и установлена в корпусе с возможностью поворота.

1721450

Фиг.2

Фиг.3

Составитель Л.Абы зова

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор Н.Гуныез

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 946 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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