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Elektronisches Fieberthermometer
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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Fieberthermometer, das einen
als Temperatur-Meßfühler dienenden Oszillator enthält, dessen Frequenz sich mit
der Temperatur ändert.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein kompaktes elektronisches Fieberthermometer
mit einer vereinfachten Schaltung anzugeben, die eine geringere Anzahl von Zähistufen
enthält. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert
werden. Es zeigend Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektronisches Thermometers
gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Tabelle der Zuordnung von Zählstand und Temperaturwerten,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Temperatur-Frequenzcharakteristik des als
Meßfühler dienenden Oszillators bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1; und Fig.
4 perspektivische Ansichten eines elektronischen Fieberthermometers gemäß der Erfindung,
mit drei unterschiedlichen Temperaturanzeigen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel findet als Meßfühler ein
Quarzoszillator Verwendung, obwohl auch andere Arten von Oszillatoren verwendbar
sind, wie beispielsweise ein CR-Oszillator mit einer vergleichbaren Temperatur-F
requenzcharakteristik. Ferner findet bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine
elektrooptische Anzeigeeinrichtung Verwendung,
obwohl auch andere
Anzeigeeinrichtungen wie beispielsweise akustische Anzeigeeinrichtungen verwendbar
sind.
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Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild enthält einen Quarzoszillator
1, dessen Ausgangssignal als Taktsignal einem Zeitgeber 2 zugeführt wird. Ein als
Temperatur-Meßfühler dienender Quarzoszillator 4 weist einen Trimmerkondensator
3 auf, der zum Einjustieren der Schwingungsfrequenz dient. Zähler 5 und 6 dienen
zum Zählen der Impulse, die von dem Quarzoszillator 4 während eines Meßvorgangs
erzeugt werden. Ferner~ enthält die Schaltung einen Haltekreis 7; einen Decodierer
8, eine Treiber schaltung 9 und eine Anzeigeeinrichtung 10.
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Der Zeitgeber 2 erzeugt drei Signale, nämlich ein Torsignal 2a, ein
Rückr stelisignal 2b zur Rückstellung der Zähler 5 und 6 in ihren Ausgangszustand,
sowie ein Abtastsignal 2c zur Betätigung des Haltekreises zur Speicherung der Ausgangssignale
der Zähler 5 und 6. Das Torsignal 2a wird eine Sekunde nach dem anfänglichen Einstelivorgang
durch den Zeitgeber "0" und ist "1" im anfänglichen Zustand. Das Abtastsignal 2c
wird 3,9 rnsec nach Anderung des Torsignals 2a von "0" auf "1 " auf "0" geändert
und der Haltekreis 7 sperrt die Ausgangssignale der Zähler 5 und 6 beim Anstieg
des Abtastsignals 2c. Das Rückstellsignal 2b wird von "0" auf "1" 7,8 msec nach
dem Abfallen des Abtastsignals 2c geändert, so daß die Zähler 5 und 6 in den Anfangszustand
gelangen,in dem deren Ausgangssignale "0" betragen.
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Der Zeitgeber 2 wird 15,6 msec nach dem Abfallen des Rückstellsignals
2b in den anfänglichen Zustand eingestellt, wobei das Torsignal 2a, das Rückstellsignal
2b und das Abtastsignal 2d "1" werden. Danach wird die Arbeitsweise des Zeitgebers
wiederholt.
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Im folgenden soll die Durchführung einer Temperaturmessung erläutert
werden. Da das Torsignal 2a während einer Sekunde "1" wird, treten die niedrigeren
Stellen der Schwingungsfreque.nz des Oszillators 4 an den 6-Zählern 5 und 6 auf.
Der Zähler 5 ist ein\Bit-Zähler und der Zähler 6 ist ein 2-Bit-Zähler. Durch die
Einjustierung des Trimmerkondensators 3 zur Einsteilung der Schwingungsfrequenz
wird die Schwingungsfrequenz des als Meßfühler dienenden Oszillators 4 auf 1,000767
MHz bei 35,00C eingestellt. Der Zählstand der Zähler 5 und 6 beträgt dann"63"beziehungsweise
"0". Die Ausgangssignale der Zähler 5 und 6 werden durch den Haltekreis 7 gespeichert
und durch den Decodierer 8 umgewandelt.
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Die Anzeigeeinrichtung 10 wird über die Treibeichaltung 9 angetrieben,
um die Temperatur anzuzeigen. Der Zusammenhang zwischen den Ein--gangswerten und
den Ausgangswerten des Decodierers 8 ist in der Tabelle in Fig. 2 dargestellt.
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Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, wird bei einem Zählstand "63"
des 0 Zählers 5 35,0 C auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt, und bei dem 0 minimalen
Wert "0" des Zählers 5 wird 41,3 C angezeigt.
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Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Temperatur-Frequenzcharakteristik
des Oszillators 4. Der Temperaturkoeffizient des Schwingquarzes des Oszillators
4 beträgt -9,99 ppm/OC und eine Frequenzänderung von 10 Hz/OC wird in dem Temperaturbereich
für die Messung der Körpertemperatur verursacht. Wenn der Körpertemperaturbereich
zwischen 35,0 C und 41,30C gleich dem Bereich vom T1 und T2 ist, sind die den beiden
Temperaturen entsprechenden Frequenzen 1,000767 MHz und 1,000764 MHz.
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Wenn der Zählstand des Zählers 6 "1" oder "2" ist, erfolgt die Anzeige
"LO" für eine Temperatur von weniger als 34,90C. Wenn der Zählstand des Zählers
6 "3" ist, erfolgt die Anzeige "Hl" für mehr als 0 41,4 0.
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Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines derartigen elektronischen Thermometers.
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0 Fig. 4a zeigt eine Anzeige von 36,4 0 im Anzeigefeld der A3nze i
gee i n -richtung 10 des eine Meßsonde 41 aufweisenden Thermometers 40. Die Anzeige
"LO" in Fig. 4b bedeutet, daß eine Temperatur unterhalb des Körpertemperaturbereichs
gemessen wird. Die Anzeige "Hl' in Fig. 4c bedeutet, daß eine Temperatur oberhalb
des Körpertemperaturbereichs gemessen wird.
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Obwohl an sich ein Zähler zum Zählen von mehr als einer Miilion Schwingungsimpulsen
des Oszillators 4 erforderlich ist, sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
nur die Zähler 5 und 6 zur Anzeige des Meßergebnisses mit insgesamt 8 Bit erforderlich,
um dasselbe Ergebnis wie bei bekannten Fieberthermometers zu erzielen. Dabei wird
ein Rest durch Division der Anzahl der Schwingungsimpulse des Oszillators 4 durch
256 erhalten, welcher maximale Zählwert des 8-Bit-Zählers von dem Zähler erhalten
wird. Die Entscheidung, ob das Resultat innerhalb des Meßbereichs liegt oder nicht,
wird durch die Verwendung des 2-Bit-Zählers 6 bestimmt, welcher die oberen zwei
Stellen anzeigt. Bei diesem
beschriebenen Verfahren erfolgt die
Messung durch Verwendung eines 8-Bit-Zählers zur Zählung von binären Ziffern, obwohl
ein Zähler benötigt wird, der.Binärstellen von etwa 20 Bits zählen kann.
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Es ist ferner eine Unterscheidung auf der Basis der oberen Stellen
des Zählers möglich, ob das Resultat innerhalb des Meßbereichs liegt oder nicht,
so daß dadurch erzielbar ist, daß die Meßschaltung vereinfacht werden kann.
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Bei einem derartigen elektronischen Terhmometer wird deshalb der maximale
Zählstand eines Zählers zum Zählen der Schwingungsimpulse des Temperatur Meßfühlers
benutzt, welcher kleiner als die Anzahl der Schwingungsimpulse ist, die dem Zähler
bei einer Temperaturmessung zugeführt werden. Obwohl alle Schwingungsimpulse des
Oszillators bei einem Meßvorgang in einem Thermometer gezählt werden, bei dem die
Schwingungsfrequenz des Oszillators mit der Temperaturabhängigkeit gemessen wird,
um die Temperatur anzuzeigen, werden im allgemeinen alle Schwingungsimpulse des
Oszillators in einem Meßvorgang gezählt, da der Meßtemperaturbereich eines Fieberthermometers
verhältnismäßig klein ist, wodurch eine geringere Zahl von Zählerstufen zur Anzeige
im Vergleich zu bekannten Thermometern erforderlich ist.