DE3135853A1 - ARRANGEMENT AND METHOD FOR ELECTRONIC TEMPERATURE MEASUREMENT - Google Patents
ARRANGEMENT AND METHOD FOR ELECTRONIC TEMPERATURE MEASUREMENTInfo
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Description
PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER ■ D 4300 ESSSN < · AM tR\j!r£RSTEifcJ 1 I TEL.. (O2OU 4156 Seite " " _ ΐ'Γ " * *·_ D 975PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER ■ D 4300 ESSSN <· AM tR \ j! R £ RSTEifcJ 1 I TEL .. (O2OU 4156 page "" _ ΐ'Γ " * * · _ D 975
DIATEK, INC. . 3910 Sorrento Valley Blvd., San Diego, Kalifornien, .V.St.A.DIATEK, INC. . 3910 Sorrento Valley Blvd., San Diego, California, .V.St.A.
Anordnung und Verfahren zur elektronischen Temperaturmessung .Arrangement and method for electronic temperature measurement.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zur elektronischen Temperaturmessung und insbesondere auf ein elektronisches Thermometer, das eine genaue Anzeige von quasi statischen Temperaturen zu einem vor der Stabilisierung des Meßfühlers auf die zu messende Temperatur liegenden Zeitpunkt ermöglicht. -The invention relates to an arrangement and a method for electronic temperature measurement and in particular on an electronic thermometer that gives an accurate reading of quasi-static temperatures to one before stabilizing of the sensor is at the temperature to be measured Time allows. -
Genaue und rasche Temperaturmessu'ngen wurden von Wärmetechn'ikern bereits seit Jahrhunderten angestrebt. Die üblichste Art eines Temperaturmeßgeräts besteht aus einem Fühlerelement, dessen Charakteristik eine Funktion der Fühlertemperatur ist, und einer Anzeigeeinrichtung, die in Abhängigkeit von der Temperaturcharakteristik des Fühlers arbeitet. Um die Temperatur"eine Objekts unter Verwendung eines solchen Thermometers zu messen, ist es' notwendig, daß ein Temperaturfluß vom Objekt zum Fühler solange stattfindet, bis der Fühler die Temperatur des Objekts erreicht. Zu diesem Zeitpunkt zeigt die Anzeigeeinrichtung die Temperatur des Objekts entsprechend der Genauigkeit des Meßsystems an.Precise and rapid temperature measurements were made by thermal engineers aspired for centuries. The most common type of temperature measuring device consists of one Sensor element, the characteristic of which is a function of the sensor temperature, and a display device that works depending on the temperature characteristics of the sensor. To the temperature "an object under Using such a thermometer to measure, it is necessary to have a temperature flow from the object to the probe takes place until the sensor reaches the temperature of the object. At this point the display shows the temperature of the object according to the accuracy of the measuring system.
Da es einige Zeit kostet, bis der Wärnieübergang von einem Objekt zu einem Fühler stattgefunden hat, ist die Geschwindigkeit, mit der eine solche Temperatur gemessenSince it takes some time for the heat to pass from one Object to a sensor has taken place is the speed, with which such a temperature is measured
Z/ko.Z / ko.
werden kann, durch die thermodynamischen Charakteristiken des Systems begrenzt. Die von dem Wärmeübergang benötigte Zeit wird "thermische Verzögerung" genannt. Häufig tritt der Fall axxf, daß die Temperaturstabilisierung des Fühlers langer als erwünscht dauert, so daß in solchen Fällen eine "genaue Messung vor der Stabilisierung angestrebt wird.can be limited by the thermodynamic characteristics of the system. The time required for heat transfer is called the "thermal delay". Often the case axxf occurs that the temperature stabilization of the sensor takes longer than desired, so that in such cases an "exact measurement is sought before the stabilization.
Die Gesetze des Wärmeübergangs lassen eine solche Messung vor der Temperaturstabilisierung zu. Dies wurde bereits vor Beginn des 20. Jahrhunderts"erkannt, und es wurden viele Thermometer zum Messen sowohl der statischen als auch der dynamischen Temperaturen über Jahre hinaus vorgestellt, welche die bekannten Wärmeübergangscharakteristiken· eines besonderen thermischen Systems zur Erzielung genauer Messungen ausnutzen, obwohl die Fühlertemperatur die gemessene Objekttemperatur noch nicht erreicht hat. Das Prinzip, auf welchem diese Thermometer und ihre Fähigkeit einer rascheren Temperaturmessung beruhen, ist als Newton'sches Küh.lungsgesetz bekannt. In Anwendung auf ein Temperaturmeßsystem wird dieser Vorgang thermische Verzögerungskompensation genannt.. Sir Isaac Newton entdeckte 1701, daß die Temperaturänderungsgeschwindigkeit, eines Objekts (z. B. eines Fühlers), das sich mit. einem anderen Objekt in Kontakt befindet, direkt proportional zur Temperaturdifferenz zwischen den Objekten ist. Unter Beachtung dieses Gesetzes ist es möglich, einen Korrekturfaktor aus der Temperaturänderungsgeschwindigkeit des Fühlers zu berechnen., der bei Addition zum momentanen Temperaturwert des Fühlers eine Bestimmung des vom Fühler zu messenden Temperatur-Istwerts ermöglicht, 'selbst'wenn die Fühlertemperatur noch nicht stabilisiert ist. . "--.-■"-■The laws of heat transfer allow such a measurement before temperature stabilization. This was recognized well before the beginning of the 20th century "and there were presented many thermometers for measuring both static and dynamic temperatures for years to come, which the known heat transfer characteristics · of a particular thermal system to achieve Use more precise measurements even though the sensor temperature has not yet reached the measured object temperature. The principle on which these thermometers and their ability to measure temperature more quickly are based is known as Newton's law of cooling. In use on a temperature measurement system, this process is called thermal lag compensation. Sir Isaac Newton discovered 1701 that the rate of temperature change of an object (e.g. a probe) that is in contact with. one is in contact with another object is directly proportional to the temperature difference between the objects. Under Observing this law, it is possible to use a correction factor from the rate of temperature change of the Sensor., Which when added to the current Temperature value of the sensor enables the actual temperature value to be measured by the sensor to be determined, 'even' if the sensor temperature has not yet stabilized is. . "--.- ■" - ■
Eine frühe definitive Arbeit,.welche das. obige Prinzip erörtert, wurde im Bulletin of the Bureau of Standards Band 8, 1913, Seite 659 publiziert. Dieses Prinzip wurdeAn early definitive work, .which the. Above principle discussed, was published in the Bulletin of the Bureau of Standards Volume 8, 1913, page 659. This principle has been
»···· ·· ·» .«"«Γ« O I O J O U J»···· ·· ·». «" «Γ« O I O J O U J
dann in Geräten vielfach'angewendet, die in verschiedenen US-Patentschrjften und in anderen Veröffentlichungen beschrieben sine. In dor US-PS 3 111 03?. (Wormser) und der US-PS 3 702 076 (Georgi) werden beispielsweise Methoden zur Kompensation der thermischen Verzögerung beschrieben. Ein besonders sinnvolles Gerät wurde von Botshov in". SU-Patent 174 398 beschrieben.then in many devices used in various US patents and other publications sine. In dor US-PS 3,111,03 ?. (Wormser) and the For example, US Pat. No. 3,702,076 (Georgi) describes methods of compensating for thermal delay. A particularly useful device was described by Botshov in ". SU Patent 174,398.
Während es auf den ersten Blick so scheinen mag, als ob · das Prinzip des Newton'sehen Kühlungsgesetzes eine beinahe sofortige Messung der Temperatur ermöglichen würde, kann das Ziel einer sofortigen Ablesung bzw. Meßwerterfassung in der Praxis aus einer Reihe von Gründen nicht erreicht werden. Je nach der gewünschten Meßgenauigke-it kann eine Verbesserung der Ablesezeit um einen ?aktor von 4 'als gut angesehen, werden.While at first glance it may seem as if the principle of Newton's law of cooling is almost a would allow immediate measurement of the temperature, the aim can be an immediate reading or recording of measured values cannot be achieved in practice for a number of reasons. Depending on the desired measurement accuracy, a Improvement of the reading time by an actuator of 4 'should be considered good.
Bei jeder der mit Funds-teilen oben angegebenen bekannten Methoden wird eine andere Art der Kondensation der thermischen Verzögerung angewandt und ein anderer Weg beschritten, um festzustellen, wann der Thermometermeßwert die zu messende Temperatur darstellt. Keine dieser . bekannten Methoden erlaubt jedoch die Durchführung der Messung in der. kürzest möglichen Zeit.With each of the known methods mentioned above with Funds-shares a different type of condensation of the applied thermal delay and took a different route to determine when the thermometer reading represents the temperature to be measured. None of these. known methods, however, allows the implementation of the Measurement in the. shortest possible time.
In den US-PS1η 3 111 032 und 3 702 076 wird die Beendigung der Meßphase, d. h. die Wertung des Thermometer-Anzeigewerts als zu messende Temperatur, auf· einen festen Zeitpunkt nach Beginn der Messung gelegt. In der US-PS 3 702 076 ist ein zweites /usführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Messung beerdet wird, wenn die Fühlertemperatur-Änd-2rungsgeschwindiqkeit unter einen vorgegebenen Wert absinkt. Gemäß der o. g. russischen Patentschrift erfolgt die Beendigung des Meßzyklus dann, wenn die Änderungsgeschwindigkeit der Fühlertemperatur mal einem festen Faktor numerisch gleich dem Fühlertemperatur-Istwert ist.In US Pat. Nos. 1 η 3,111,032 and 3,702,076, the termination of the measuring phase, ie the evaluation of the thermometer display value as the temperature to be measured, is set at a fixed point in time after the start of the measurement. In US Pat. No. 3,702,076, a second exemplary embodiment is described in which the measurement is terminated if the sensor temperature change rate falls below a predetermined value. According to the above-mentioned Russian patent, the measurement cycle is terminated when the rate of change of the sensor temperature times a fixed factor is numerically equal to the actual sensor temperature value.
Bei allen bekannten Ausführungen bzw. Methoden hat der Zeitpunkt der Beendigung der Messung keine feste Beziehung zur Genauigkeit des Korrektürfaktors oder zur Genauigkeit .der Messung. Daher muß die Zeit der Meßzyklusbeendigung konservativ eingestellt werden, damit die Genauigkeit der Messung unter allen zu erwartenden Betriebsbedingungen akzeptierbar ist. ; .In all known designs and methods, the point in time at which the measurement is ended has no fixed relationship to the accuracy of the correction factor or to the accuracy of the measurement. Therefore, the time of the end of the measuring cycle must be set conservatively so that the accuracy of the measurement is acceptable under all expected operating conditions. ; .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Beendigung des Meßzyklus, bei der elektronischen Temperaturmessung auf die Meßgenauigkeit' zu beziehen und daher die Messungen in der kürzest möglichen Zeit bei gegebenem thermischen System und gegebenen'Operationsparametern durchzuführen. Im folgenden wird die Erfindung anhand von klinischen Thermometern, d. h. in Verbindung mit der Messung der menschlichen Körpertemperatur beschrieben, obwohl die Erfindung auch fur andere Anwendungsfälle der Temperaturmeßtechnik geeignet ist. Der in Thermometern zur Bestimmung der menschlichen Körpertemperatur verwendete Fühler ist in typischer Ausführung als Thermistor 'ausgebildet, der am distalen- Ende einer Sonde angeordnet ist. Eine auswechselbare sterile Umhül.lung wird gewöhnlich zur Vermeidung einer Kreuzinfektion verwendet. Eine elektronische Schaltung mit einem Analog/Digital-Umsetzer und einer digitalen Anzeige ermöglicht die Anzeige der Fühlertemperatur plus einer Korrektur.The invention is therefore based on the object of ending the measuring cycle in electronic temperature measurement to relate to the measurement accuracy 'and therefore the measurements in the shortest possible time for a given thermal system and given operational parameters perform. In the following the invention will be described with reference to clinical thermometers, i. H. combined with the measurement of human body temperature, although the invention also applies to other applications of the Temperaturmeßtechnik is suitable. The one used in thermometers to determine human body temperature The sensor is typically designed as a thermistor, which is arranged at the distal end of a probe is. A replaceable sterile sleeve is usually used to prevent cross-infection. One electronic circuit with an analog / digital converter and a digital display enables the display of the Sensor temperature plus a correction.
Wenn die Sonden/Umhüllungskombination in den Mund eingesetzt wird, so beginnt sich der Fühler rasch zu erwärmen. Mit der Zeit wird die Fühlertemperatur immer näher der Mundtemperatur angeglichen, so daß die Änderungsgeschwindigr keit der Fühlertemperatur entsprechend dem Newton'sehen Kühlungsgesetz absinkt. Eine repräsentative Kurve der Fühlertemperatur über der Zeit ist als'Kurve 10 in Fig. dargestellt. Es ist zu sehen, daß mit dem Ablauf einer Zeit nach dem Einsetzen der Sonde die Kurve 10 sich derWhen the probe / sheath combination is placed in the mouth, the probe begins to heat up rapidly. Over time, the sensor temperature is brought closer and closer to the mouth temperature, so that the rate of change the sensor temperature according to the Newtonian Cooling law drops. A representative curve of the sensor temperature over time is shown as' curve 10 in Fig. shown. It can be seen that with the lapse of time after the insertion of the probe, the curve 10 changes
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zu messenden Temperatur asymptotisch nähert und nach einer relativ langen Zeit der zu messenden Temperatur so nahe gekommen ist, daß sie als zu messende Temperatur bezeichnet werden kann.·temperature to be measured asymptotically approaches and after a relatively long time the temperature to be measured has come so close that it is used as a temperature to be measured can be designated.
Wie oben gesagt, kann zu irgendeinem Momentanwert der Fühlertemperatur entlang der' Kurve 10 ein Korrekturfaktor addiert werden, um den Wert der zu.messenden Temperatur zu gewinnen. Dieser Korrekturfaktor ist das Produkt eines Proportionalitatsf aktor's (bekannt als thermische Zeitkonstante) und der Geschwindigkeitsänderung der Fühlertemperatur zu diesem Zeitpunkt.' Leider ist die thermische Zeitkonstante der meistenAs stated above, a correction factor can be applied to any instantaneous value of the sensor temperature along the curve 10 can be added to obtain the value of the temperature to be measured. This correction factor is the product of a proportionality factor (known as the thermal time constant) and the change in speed the sensor temperature at this point in time. ' Unfortunately, the thermal time constant is the most
■ thermischen Systeme nicht genau bekannt, und tatsächlich ist sie gewöhnlich überhaupt keine Konstante, sondern ein Wert, der sich in gewissen Grenzen von Messung zu Messung und in Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen sowie anderen Faktoren und außerdem als Funktion der Zeit ändert. Dementsprechend kann eine zuverlässige Ablesung der zu messenden Temperatur in einer frühen Phase des Meßzyklus nicht gewonnen werden. Die Kurve 11 in Figur 1 zeigt eine Darstellung ■ .von Meßwerten über der Zeit der Kurve 10 plus einer Korrektur, die auf einer angenommenen thermischen Zeitkonstante des Systems mal der Geschwindigkeitsänderung der Fühlertemperatur beruht. Es ist zu·sehen, daß eine genaue Temperaturablesung erst nach Ablauf einer gewissen Zeit nach Einsetzen der Probe gewonnen werden kann.■ thermal systems are not exactly known, and in fact it is usually not a constant at all, but a value that varies within certain limits from measurement to measurement and depending on the initial conditions as well as other factors and also changes as a function of time. Accordingly, a reliable reading of the temperature to be measured not obtained in an early phase of the measurement cycle will. Curve 11 in FIG. 1 shows a representation of measured values over time of curve 10 plus one Correction based on an assumed thermal time constant of the system times the change in speed the sensor temperature. It can be seen that a exact temperature reading can only be obtained after a certain time has elapsed after inserting the sample.
Wie oben gesagt, wurde dieses Problem in der Vergangenheit dadurch angegangen, daß entweder eine vorgegebene Zeitspanne oder das Absinken der Ändeiungsgeschwindig-As stated above, this problem has been addressed in the past by using either a predetermined Period of time or the decrease in the rate of change
keit der Fühlertemperatur unter einen genügend kleinen Wert abgewartet wurde, um sicherzustellen, daß die Korrektur des Fühlertemperaturmeßwertr. genügend kleinwaiting for the sensor temperature to fall below a sufficiently low value to ensure that the Correction of the sensor temperature measured value. sufficiently small
♦ ·♦ ·
ist, damit eine Ungenauigkeit der Korrektur vernachlässigbar wird. Keine dieser Methoden führte jedoch zu einer Temperaturablesung in der kürzest möglichen Zeit.is so that an inaccuracy of the correction is negligible will. However, none of these methods resulted in a temperature reading in the shortest possible time.
Dies gelingt erst nach der Lehre der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die korrigierte Fühlertemperatur überwacht und der·Meßzyklus beendet wird, wenn die korrigierte Temperaturanzeige einen im wesentlichen stabilen Wert erreicht, d. h. wenn sich die Anzeige um nicht mehr als einen vorgegebenen Wert während einem vorgegebenen Zeitintervall ändert.This succeeds only after the teaching of the present invention in that the corrected sensor temperature is monitored and the · measuring cycle is ended when the corrected temperature display reaches a substantially stable value, d. H. if the ad is no more than a predetermined one Value changes during a specified time interval.
Wie oben gesagt, ist die "thermische Zeitkonstante11 von thermischen Systemen- nicht genau konstant, sondern ändert" sich wahrend des Meßzyklus. Dies gilt vor allem bei klinischer Temperaturmessung,' da das thermische System aufgrund des Überzugs oder der Umhüllung· über dem Fühler kompliziert ist. Es ist möglich, die Geschwindigkeit der , Messung dadurch zu verbessern, daß ein variabler Wert der thermischen Zeitkonstante bei der .Berechnung" des Korrek-turfaktors der thermischen. Verzögerung anstelle eines Festwerts angenommen wird. Tatsächlich wurde gefunden, daß ... eine besondere Form einer Korrek turf ak'torg leichung, die nachfolgend angegeben wird, den Charakteristiken, des üblichen Thermistors und der auswechselbaren sterilen Umhüllung bei einem klinischen Thermometer sehr nahe kommt. - ' ■ . .As stated above, the "thermal time constant 11 of thermal systems - is not exactly constant, but changes" during the measurement cycle. This is especially true for clinical temperature measurement, since the thermal system is complicated due to the coating or sheathing over the probe. It is possible to improve the speed of the measurement by adopting a variable value of the thermal time constant in the "calculation" of the correction factor of the thermal. Delay instead of a fixed value. In fact, it has been found that ... a special shape a corrective ac'torg calibration, which is given below, comes very close to the characteristics, the usual thermistor and the replaceable sterile sheath in a clinical thermometer.
Im folgenden wird die Erfindung anhand |der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigejn:In the following the invention will be explained with reference to the drawing explained in more detail. In the drawing show:
Fig. 1 ein Schaubild der Kurve von Fühlertemperaturen über der Zeit sowie derselben Kurve unter Einbeziehung eines Korrektürfaktors; undFig. 1 is a graph of the curve of sensor temperatures over time as well as the same curve including a correction factor; and
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels de:; eriindungsgemäßen elektronischen Thermometers.Figure 2 is a block diagram of a preferred embodiment de :; electronic thermometer according to the invention.
In Figur 2, in der ein Blockdiagramm eines unter Verwendung der Erfindung ausgebildeten Thermometers gezeigt ist, ist ein Fühler 21 mit einem Verstärker 22 gekoppelt. Bei .der klinischen Temperature essung ist der Fühler in typischer Ausführung ein ir einem Ende einer Sonde angeordneter Thermistor, wobei im Betrieb eine auswechselbare sterile Umhüllung normalerweise zur Verhinderung einer Kreuzinfektion verwendet wird. Eine typische Thermistorsonde mit Umhüllung zur Ver-'Wendung bei der klinischen Temperaturmessung ist in •der US-PS 4 054 057 (Kluge) beschrieben. Der Thermistorfühler ist gewöhnlich in einer Brückenschaltung angeordnet, deren Ausgangsspannung eine Funktion der Fühlertemperatur ist. Andere Arten von Temperaturfühlern und andere Anschlußschaltungen bekannter Art können in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden.In Figure 2, in which a block diagram of a using The thermometer formed according to the invention is shown, a probe 21 with an amplifier 22 coupled. When the clinical temperature measurement is the sensor is typically a thermistor located at one end of a probe, and in operation a replaceable sterile wrap is normally used to prevent cross-infection. A typical sheathed thermistor probe for use in clinical temperature measurement is in • U.S. Patent 4,054,057 (Kluge). The thermistor sensor is usually arranged in a bridge circuit, the output voltage of which is a function of the sensor temperature is. Other types of temperature sensors and other connection circuits of known type can be used in conjunction can be used with the invention.
Der Verstärker 22 verstärkt das Ausgangssignal· der "Fühlerschaltung .und liefert eine Spannung zur.An-.steuerung des Analog/Digital-Umsetzers (A/D-Umsetzer) 23. Bei dem beschriebenen .Ausführungsbeispiel ist der Ausgang des •A/D-Umsetzers 23 in parallel' binärer Form.· Ein Mikroprozessor 24 nimmt das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 23 auf und führt gewisse mathematische Operationen anhand der zugeführten Daten aus, wie nachfolgend beschrieben werden wird..The amplifier 22 amplifies the output signal of the sensor circuit and supplies a voltage for control of the analog / digital converter (A / D converter) 23. In the embodiment described, the Output of the A / D converter 23 in parallel binary form. A microprocessor 24 takes the output signal of the A / D converter 23 and performs certain mathematical operations on the basis of the supplied data, such as will be described below ..
Die die Fühlertemperatur darstellende digitale Information , die am Ausgang des A/D-Wandlers 23 erscheint, wird zweimal pro Sekunde vom Mikroprozessor 24 abgetastet und im SpeicherThe digital information representing the sensor temperature, which appears at the output of the A / D converter 23, becomes twice sampled per second by microprocessor 24 and stored in memory
zwischengespeichert. Der Speicher 25 hat genügend Speicherkapazität, um die drei unmittelbar aufeinanderfolgende Abtastungen darstellenden Daten zu speichern. Für die Rechenoperationen des Mikroprozessors stehen daher Daten zur Verfügung, welche drei aufeinanderfolgende Temperaturmessungen darstellen. Diese können mit T0, T. und T„cached. The memory 25 has sufficient storage capacity to store the data representing three consecutive scans. For the arithmetic operations of the microprocessor, data are therefore available which represent three successive temperature measurements. These can be entered with T 0 , T. and T "
__ of»__ of »
^J I J J υ O J^ J I J J υ O J
bezeichnet werden. Die letzte Temperaturmessung ist Τ« und ,die am weitesten zurückliegende (2 Sekunden ältere) Temperaturmessung ist T_.are designated. The last temperature measurement is Τ «and, the most recent one (2 seconds older) temperature measurement is T_.
Wenn der Fühler in Kombination mit dem Objekt, dessen Temperatur gemessen werden soll, ein als einzelnes Zeitkonstantensystem bekanntes.System ist (d. h. wenn die Zeitkonstante tatsächlich eine Konstante ist),so kann der Korrekturfaktor C jede halbe Sekunde unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:If the feeler is in combination with the object whose Temperature is to be measured is a system known as a single time constant system (i.e. if the time constant is actually a constant), so can use the correction factor C every half second can be calculated using the following equation:
• C = A(TQ - T2)• C = A (T Q - T 2 )
In dieser Formel ist der Faktor (T,. ~"To^ *n sehr genauer Annäherung numerisch gleich der Änderungsgeschwindigkeit der Fühlertemperatur zum Zeitpunkt T,, und A" ist die thermische Zeitkonstante des Systems..In this formula the factor (T,. ~ " T o ^ * n, very precise approximation, is numerically equal to the rate of change of the sensor temperature at time T ,, and A" is the thermal time constant of the system ..
Es wurde gefunden, daß bei einem im praktischen Einsatz befindlichen klinischen Thermometer mit einem Fühler und einem Überzug bzw. einer Umhüllung der in der US-PS 4 054 057 beschriebenen Art das thermische System wesentlich komplizierter als das in dem vorhergehenden Absatz beschriebene Einzelzeitkonstantensystem ist und ein genauerer Wert für den Korrekturfaktor" bei Verwendung der folgenden Gleichung gewonnen werden kann:It has been found that one in practical use Clinical thermometer located with a probe and a cover or a wrapper in the US-PS 4,054,057, the thermal system is much more complicated than that in the previous paragraph is the single time constant system described and a more precise value for the correction factor "when used can be obtained from the following equation:
C = B log Cl + A(T0-T2)]C = B log Cl + A (T 0 -T 2 )]
Wobei A und B Konstanten sind, deren Werte von den besonderen Charakteristiken des jeweiligen Fühlers und der verwendeten Umhüllung abhängig sind. Beispielsweise sind die Konstanten A und B, die einen Korrekturfaktor C in naher Approximation an praktikable Umhüllungs-Fühlerkombinationen ergeben, die folgenden Werte: A = 40 und B = 0,8.Where A and B are constants whose values differ from the particular ones Characteristics of the respective sensor and the used cover are dependent. For example, are the constants A and B, which have a correction factor C in A close approximation to practicable cover-sensor combinations results in the following values: A = 40 and B = 0.8.
ΛΑΛΑ
Nach der Bestimmung des Korrekturfaktors C mit Hilfe des Mikroprozessors, wobei entweder eine der vorstehend genannten Formeln oder eine einem besonderen Fühler/Thermosystem angepaßte Formel verwendet werden kann, wird die zu messende Temperatur τ (vom Mikroprozessor 24) unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:After determining the correction factor C with the aid of the microprocessor, either one of the above mentioned formulas or a special sensor / thermal system Adapted formula can be used, the temperature to be measured τ (from the microprocessor 24) is below Calculated using the following equation:
Tm = Tl + C T m = T l + C
T wird vom Mikroprozessor jede halbe Sekunde berechnet und auf der Anzeige 26 zur Anzeige gebracht. Wie auf der Kurve 11 zu sehen ist, wächst T typisVerweise zunächst rasch und übersteigt in einigen Fällen sogar den Istwert der zu messenden Temperatur. Wenn sich die Fühlertemperatur jedoch der zu messenden Temperatur nähert und der Korrekturfaktor C relativ klein wird, konvergiert T eventuell zu der zu messenden Isttemperatur.T is calculated by the microprocessor every half second and brought to the display 26 for display. Like on the Curve 11 can be seen, T typically grows initially quickly and in some cases even exceeds the actual value of the temperature to be measured. When the sensor temperature however, approaches the temperature to be measured and the correction factor C becomes relatively small, T eventually converges to the actual temperature to be measured.
Die berechneten Werte von T werden mit dem eine halbeThe calculated values of T will be with the half
m .m.
Sekunde zuvor berechneten Wert von T , der im SpeicherThe value of T calculated second previously, which is in memory
25 gespeichert worden ist, verglichen. Diese Vergleiche werden mit Hilfe des Mikroprozessors 24 alle halben Sekunden solange durchgeführt, bis die Differenzen zwischen sechs aufeinanderfolgenden Vergleichen jeweils ■kleiner als ein vorgeqebener Wert, beispielsweise 0,050F sind. Sechs aufeinanderfolgende Differenzen von weniger als 0,05 F bedeuten, daß der Wert T auf die zu messende Temperatur konvergiert, und zu diesem Zei.tpunkt -wird der· Temperaturmeßzyklus beendet, die Anzeige verriegelt und eine Hupe 27 betätigt, welche den Benttzer davon in Kenntnis setzt,· daß der dann angezeigte Wert von T ein genaues Maß der zu messenden Temperatur -ist.25 has been saved. These comparisons are performed by the microprocessor 24 every half seconds until the differences between six sequentially comparing each ■ smaller than a vorgeqebener value, for example 0.05 0 F. Six successive differences of less than 0.05 F mean that the value T converges on the temperature to be measured, and at this point in time the temperature measuring cycle is ended, the display is locked and a horn 27 is activated, which signals the user Acknowledges that the value of T then displayed is an exact measure of the temperature to be measured.
Die zuvor beschriebenen'Rechen- und Steuerfunktionen sind an sich bekannte Operationen in der Mikroprozessortechnik und werden daher nicht genauer beschrieben. DerThe calculation and control functions described above are operations in microprocessor technology that are known per se and are therefore not described in more detail. Of the
Fachmann auf dem Gebiete der Mikroprozessortechnik ist. in der Lage, die beschriebenen Funktionen ohne weitere Angaben geeignet zu mechanisieren.Is an expert in the field of microprocessor technology. able to mechanize the functions described in a suitable manner without further information.
Beschrieben wurde eine Anordnung und ein -Verfahren zur elektronischen Temperaturmessung, bei denen während eines Meßzyklus die Berechnung der zu messenden Temperatur wiederholt durchgeführt und die berechneten Werte miteinander verglichen werden, um festzustellen, ob sich eine Folge von übereinstimmenden Werten ergibt. Eine Folge von übereinstimmenden berechneten Temperaturwerten ist ein Zeichen, für eine genaue Temperaturanzeige, und wenn diese Folge festgestellt wird, so wird der Meßz.yklus unterbrochen, und der letzte berechnete Wert als Maß für cie zu messende Temperatur angenommen.An arrangement and a method for Electronic temperature measurement in which the temperature to be measured is calculated during a measurement cycle performed repeatedly and the calculated values compared to determine whether results in a sequence of matching values. A sequence of corresponding calculated temperature values is a sign of an exact temperature display, and if this sequence is established, the measuring cycle is interrupted and the last one calculated Value assumed as a measure of the temperature to be measured.
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