DE3601675A1 - Mehrbereichsmesstaugliches elektronisches thermometer - Google Patents

Mehrbereichsmesstaugliches elektronisches thermometer

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DE3601675A1
DE3601675A1 DE19863601675 DE3601675A DE3601675A1 DE 3601675 A1 DE3601675 A1 DE 3601675A1 DE 19863601675 DE19863601675 DE 19863601675 DE 3601675 A DE3601675 A DE 3601675A DE 3601675 A1 DE3601675 A1 DE 3601675A1
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Description

- 4 Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Thermometer und richtet sich im besonderen auf ein elektronisches Thermometer, welches einen ausgedehnten Temperaturmeßbereich und trotzdem eine hohe Meßauflösung in einem gewünschten Temperaturbereich bietet, ι / Bei einem herkömmlichen elektronischen Thermometer, beispielsweise einem elektronischen Fieberthermometer, werden die Schwingungsfrequenzen einer einen Referenzwiderstand und einen temperaturempfindlichen Widerstand aufweisenden Oszillatoreinheit mit Hilfe von Vergleichsr mitteln verglichen, welche für jede Abtastzeit zwischen dem Referenzwiderstand und dem temperaturempfindlichen Widerstand umschalten, wobei die von den Vergleichsmitteln ausgegebenen digitalen Daten Temperaturdatenumwandlungsmitteln eingegeben werden, welche einen ROM oder dergleichen enthalten können und diese digitalen Daten für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit umwandeln.
Bei einem bestimmten dieser bekannten elektronischen Fieberthermometer ist der Meßbereich (als Beispiel) auf 350C bis 420C eingestellt, wobei, wenn der Wert der gemessenen Temperatur unter dem unteren Grenzwert dieses Meßbereichs, d. h. unter 350C, liegt, auf der Anzeigeeinheit keine spezielle Anzeige der Temperatur erfolgt, sondern nur der Buchstabe "L" als Angabe für niedrige Temperatur wiedergegeben wird. Ähnlich erfolgt, wenn der Wert der gemessenen Temperatur über dem oberen Grenzwert des Meßbereichs, d. h. über 420C, liegt, auf der Anzeigeeinheit keine spezielle Anzeige der Temperatur, sondern es wird lediglich der Buchstabe "H" als Angabe für hohe Temperatur wiedergegeben. Nur wenn der Wert der gemessenen Temperatur im Meßbereich liegt, d. h. größer als 350C und kleiner als 420C ist, erfolgt die spezifische numerische
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Anzeige der Temperatur auf der Anzeigeeinheit, und zwar typischer Weise mit einer Auflösung der Größenordnung von 0,010C. Dies alles geschieht, um das notwendige Auflösungsvermögen in dem Temperaturbereich, wo eine genaue Ablesung erforderlich ist, sicherzustellen und gleichzeitig die Temperaturdatenumwandlungsmittel und das Thermometer als ganzes kompakt und billig dadurch zu halten, daß die Datenmengen, welche durch die Temperaturdatenumwandlungsmittel gespeichert werden müssen, gering sind.
Es ergibt sich bei einem solchen elektronischen Fieberthermometer jedoch das Problem, daß die Ansprechzeit zwischen dem Beginn der Messung und dem Erscheinen des Themperaturmeßwertes auf der Anzeige und damit die Zeit, während der der Buchstage "L" auf der Anzeige sichtbar ist, eher lang ist, was manchmal zu einer Irritation des Benutzers führt. Ferner kann manchmal auch erwünscht sein, das elektronische Fieberthermometer auch zu anderen Zwekken als zur Fiebermessung zu verwenden, d. h. zur Messung 0 von Temperaturen, die außerhalb des normalen Temperaturbereichs eines Fieberthermometers liegen, welches natürlicherweise ungefähr um die menschliche Körpertemperatur herum zentriert ist. Wenn unter solchen Umständen der Temperaturmeßbereich auf beispielsweise -50C bis 790C erweitert wird, ergibt sich bei Aufrechterhaltung eines Auflösungsvermögens des Thermometers von der Größenordnung 0,010C, was für Fiebermeßzwecke typisch ist, das Problem, daß damit an die Grenze der Speicherkapazität der Temperaturdatenumwandlungsmittel gegangen bzw. diese sogar überschritten wird. Wenn andererseits die Temperaturdatenumwandlungsmittel so umfangreich gemacht werden, daß sie in jedem Fall alle erforderlichen Daten halten, ent-
\JU\X. UU
steht das weitere Problem, daß der in den Vergleichsmitteln enthaltene Zähler eine sich verbietend große Anzahl von Bits haben muß und daß die für die AD-Umwandlung erforderlich Abtastzeit lange wird. Deshalb war es im Rahmen des Standes der Technik schwierig, den bei einem elektronischen Thermometer verfügbaren Temperaturmeßbereich unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Temperaturmeßgenauigkeit, d. h. der Temperaturauflösung, auszuweiten. /\ Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines elektronischen Thermometers, welches obige Probleme vermeidet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Thermometers, welches eine Temperaturmessung über einen weiten Temperaturbereich liefert. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Thermometers, welches über einen eingeschränkten Temperaturbereich eine Temperaturmessung mit hoher Auflösung liefert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Thermometers, dessen Temperaturmeßauflösung sich entsprechend den Umständen ändert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Thermometers, dessen Temperaturmeßauflösung sich entsprechend dem gerade gemessenen Temperaturwert ändert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Thermometers, welches ohne Zähler mit übermäßig hoher Anzahl von Bits auskommt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines billig verfügbaren elektronischen Thermometers.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Thermometers, welches unter Erreichung
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wenigstens einiger der oben erwähnten Ziele keine unangemessen hohe Speicherkapazität zu haben braucht.
Hierzu schlägt die Erfindung ein elektronisches Thermometer vor, welches aufweist: eine Schwingungseinheit aufweisend: eine Zeitkonstantenschaltung aufweisend: zusammengesetzte Widerstandsmittel, welche Referenzwiderstandsmittel und temperaturempfindliche Widerstandsmittel umfassen, und Mittel zum Umschalten der zusammengesetzten Widerstandsmittel zwischen den Referenzwiderstandsmitteln und den temperaturempfindlichen Widerstandsmitteln; Mittel zum Vergleichen der Schwingungsfrequenzen der Schwingungseinheit durch Umschalten der zusammengesetzten Widerstandsmittel zwischen den Referenzwiderstandsmitteln und den temperaturempfindlichen Widerstandsmitteln jeden Abtast-Zeitraum und zum Ausgeben von Digitaldaten, die der durch die temperaturempfindlichen Widerstandsmittel abgefühlten Temperatur entsprechen; Mittel zur Umwandlung der der abgefühlten Temperatur entsprechenden Daten, welche die Digitaldaten erhalten und diesen entsprechende Temperaturdaten ausgeben; und Mittel zum Anzeigen der Temperaturdaten, wobei der Widerstandswert der Referenzwiderstandsmittel entsprechend dem Temperaturmeßbereich umschaltbar ist; die Abtastzeit entsprechend dem Temperaturmeßbereich umschaltbar ist; und die Temperaturdatenumwandlungs-5 mittel mehrere Abschnitte umfassen, zwischen welchen entsprechend dem jeweiligen Temperaturmeßbereich umschaltbar ist und von denen jeder mit Erhalt der Digitaldaten von den Vergleichsmitteln dazu entsprechende geeignete Temperaturdaten ausgibt; und ferner umfassend: Schaltmittel zum Umschalten der Temperaturdatenumwandlungsmittel; und Schaltsteuermittel,^welche ansprechend auf die Ausgabe der Temperaturdatenumwandlungsmittel das Schalten des Tem-
peraturmeßbereichs bestimmen und geeignet den Schaltvorgang der Referenzwiderstandsmittel, den Schaltvorgang der Abtastzeitschaltmittel und den Schaltvorgang der Temperaturdatenumwandlungsmittel-Schaltmittel steuern. Bei einem solchen elektronischen Thermometer schalten die Schaltsteuermittel mit Erhalt eines Signals, welches einem Umschaltpunkt des Temperaturmeßbereichs für die Temperaturdatenumwandlungsmittel entspricht, die Referenzwiderstandsmittel, die Abtastzeitschaltmittel und die Temperaturdatenumwandlungsmittel-Schaltmittel auf
diejenigen für den nächsten Temperaturmeßbereich um. Dieser Vorgang wird jedesmal wiederholt, wenn die gemessene Temperatur von einem Temperaturmeßbereich in den nächsten übergeht.
fö 15 Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist bzw, sind
Fig. 1 eine Blockschaltbild eines elektronischen Thermometers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
Fign. im Dekodierer des elektronischen Thermometers ge-2a, 2b
9 speicherte Temperaturdatenkarten,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Temperaturabhängigkeit des Widerstands des temperaturempfindlichen Elements dieser Ausfuhrungsform, und
Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise dieses elektronischen*Thermometers wiedergibt.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung der bevorzugten Ausführungsform des elektronischen Thermometers. Dieses elektronische Thermometer umfaßt eine Schwingungseinheit 1, eine Vergleichseinheit 2 zum Vergleichen der Schwingungsfrequenzen der Schwingungseinheit 1, eine Temperaturdatenumwandlungseinheit 3, welche Temperaturdaten ausgibt, die einem durch die Vergleichseinheit 2 erzeugten Digitalsignal entsprechen, eine Anzeigeeinheit 4 zur Anzeige der ausgegebenen Temperaturdaten und eine Abtaststeuereinheit 5.
Die Schwingungseinheit 1 besteht aus einer Zeitkonstantenschaltung 16, welche einen Thermistor (temperaturabhängigen Widerstand) 11, einen Satz 12 von Referenzwiderständen, Umschalter 13 und 14 und einen Kondensator 15 umfaßt, und einer Schwingungseinheit 17 und umfaßt ferner eine Flipflop-Schaltung 18 und eine NOR-Schaltung 19 zum Umschalten des Schalters 14. Der Referenzwiderstandssatz 12 umfaßt drei Widerstände R1, R2 und R3, zwischen welchen durch den Umschalter 13 umgeschaltet werden kann.
In der Vergleichseinheit 2 wird die Ausgabe der Schwingungseinheit 17 einem Zähler 20 zugeführt. Ein Überlaufausgang dieses Zählers 20 wird nicht nur auf eine Verzögerungsschaltung 21,sondern über eine UND-Schaltung 22 auch auf eine Latch-Schaltung 25 gegeben. Die Ausgabe der Verzögerungsschaltung 21 wird auf einen RESET-Anschluß der Flipflop-Schaltung 18 der Schwingungseinheit 1 gegeben und legt über die NOR-Schaltung 19 den Schalter 14 auf den Thermistor 11 um. Ferner wird die Ausgabe der Verzögerungsschaltung 21 einer ODER-Schaltung 30 zugeführt.
Das von einer Takt-Schwingungseinheit 23 ausgegebene Taktsignal wird durch einen Zähler 24 gezählt, wobei die Ausgabe dieses Zählers'24 der Latch-Schaltung 25 und einer
2 y j δ -ur,
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Vergleichsschaltung 26 zugeführt wird. Die Takt-Schwingungseinheit 23, der Zähler 24 und die Latch-Schaltung zählen die Zeit, bis der Zähler 20 überläuft, bzw. halten diese Zeit vorübergehend.
Die Vergleichsschaltung 26 vergleicht die Zählung des Zählers 24 und die Ausgabe der Latch-Schaltung 25 und liefert ein übereinstimmungssignal an eine Verzögerungsschaltung 27, deren Ausgabe ihrerseits der ODER-Schaltung 30 zugeführt wird. Die Ausgabe der ODER-Schaltung 30 wird den Zählern 20 und 24 zugeführt und löscht diese. Die Ausgabe der Verzögerungsschaltung 27 wird einem SET-Eingang der Flipflop-Schaltung 18 zugeführt und legt den Schalter 14 der Schwingungseinheit 1 über die NOR-Schaltung 19 auf den Referenzwiderstandssatz 12 um.
Die Ausgabe der Vergleichsschaltung 26 wird durch einen Inverter 33 invertiert und einer NOR-Schaltung 34 zugeführt. Die Ausgabe einer Zahlenwertaktualisierungs-Steuerschaltung 32 wird der NOR-Schaltung 34 und die Ausgabe der NOR-Schaltung 34 über eine ODER-Schaltung 35 einer Latch-Schaltung 28 zugeführt.
Die Ausgabe des Zählers 20 wird über ein Signal der ODER-Schaltung 35 in der Latch-Schaltung 28 verriegelt. Die Ausgaben des Zählers 20 und der Latch-Schaltung 28 werden zum Vergleich einer Vergleichsschaltung 29 zugeführt, wobei ein Ubereinstimmungsausgangssignal derselben über eine UND-Schaltung 31 der Zahlenwertaktualisierungs-Steuerschaltung 32 zugeführt wird. Ferner wird auch die Ausgabe der Verzögerungsschaltung 27 der Zahlenwertaktualisierungs-Steuerschaltung 32 zugeführt.
Eine Temperaturdatenumwandlungseinheit 3 umfaßt drei Temperaturdatenumwandlungsschaltungen, welche aus Buspuffern 36-1, 36-2 und 36-3, Dekodierern 37-1, 37-2 und 37-3
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sowie Buspuffern 38-1, 38-2 und 38-3 bestehen. Das Digitalsignal der Latch-Schaltung 28 wird den Buspuffern 36-1, 36-2 und 36-3 auf der Eingangsseite der Temperaturdatenumwandlungsschaltungen zugeführt, wobei eine der drei Temperaturdatenumwandlungsschaltungen entsprechend dem Temperaturmeßbereich auszuwählen ist. Jeder der Dekodierer 37-1, 37-2 und 37-3 speichert die in den Figuren 2a, 2b bzw. 2c gezeigten Temperaturdaten. Ihre Einzelheiten und ihre Arbeitsweise werden weiter unten beschrieben.
Die Anzeigeeinheit 4 umfaßt einen Treiber 39, welcher Temperaturdaten von der Temperaturdatenumwandlungseinheit 3 enthält, und eine Anzeige 40. Dieser.Teil ist von demjenigen herkömmlicher Einrichtungen nicht sehr verschieden und hat keine besonderen Merkmale.
Die Abtaststeuereinheit 5 umfaßt eine Abtaststeuerschaltung 41, UND-Schaltungen 42a, 42b, 42c und 42d zur Übernahme von Temperaturbereichs-Umschaltpunktsignalen H1 , L2, H2 und L3 usw. aus den Dekodierern37-1 , 37-2 und 37-3 in die Abtaststeuerschaltung 41, ein Zeitglied 43 zur Gewinnung der Abtastzeit und einen Abtastzeit-Umschalter 44.
Durch ein Signal SBn der Abtaststeuerschaltung 41 wird einer der drei Buspuffer ausgewählt, und die Abtaststeuerschaltung 41 gibt gemäß den aus den UND-Schaltungen 42a bis 42d aufgenommenen Signalen Signale SAn und SBn für ein Überwechseln in den nächsten Temperaturmeßbereich aus. Bei dieser Ausfuhrungsform von elektronischem Thermometer ist der Temperaturmeßbereich in drei Bereiche, einen unteren Temperaturbereich, einen mittleren Temperaturbereich und einen oberen Temperaturbereich unterteilt, wobei die Referenzwiderstände, die Abtastzeiten und die Dekodierer für jeden Bereich umgeschaltet werden. Fig. 3
zeigt das Temperaturverhalten des temperaturempfindlichen Widerstands. Im unteren Temperaturbereich ist die Schwingungsfrequenz niedriger, da der Widerstandswert hoch und daher die RC-Zeitkonstante groß ist. Da jedoch die Anzeigeauflösung niedrig sein kann, wird die Abtastzeit T1 auf einen mittleren Wert eingestellt. Im mittleren Temperaturbereich (beispielsweise in einem Bereich zur Messung der Körpertemperatur) hat die RC-Zeitkonstante einen mittleren Wert, da aber eine hohe AnzeigeaufΙοί Ο sung erforderlich ist, wird die Abtastzeit groß gewählt. Im oberen Temperaturbereich schließlich sind sowohl die RC-Zeitkonstante als auch die Anzeigeauflösung niedrig, und die Abtastzeit wird klein gewählt. Wenn die Abtastzeiten so gewählt sind, daß der Zählwertvariationsbereich des Zählers 20 für jeden Temperaturmeßbereich 400 ist, ergibt sich folgende Zählauflösung in den einzelnen Temperaturbereichen:
(35,0 -(-5,0) ) / 400 = 0,10C / Zählung,im unteren Temperaturbereich von -5,0 bis 350C;
(39,00 - 35,00 ) / 400 = 0,010C / Zählung,im mittleren Temperaturbereich von 35,00 bis 39,000C; und
(79,0 - 39,0) / 400 = 0,10C / Zählung, im oberen Temperaturbereich von 39,0 bis 79,O0C.
Nach Obigem können die Widerstandswerte und die Auswahlschaltung für jeden Temperaturbereich als Beispiel gemäß folgender Tabelle zusammengefaßt werden:
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Temperaturbereich -5,0 bis 35 ,0 35,00 b. 39 ,00 39,0 bis 79,0
Anzeigeauflösung 0,10C 0,010C 0,10C
RC-Konstante groß mittel klein
Äbtastzeit mittel (Tl) groß (T2) klein (T3)
Dekodierer 37-1 37-2 37-3
Referenzwiderstand Rl R2 R3
Die Speicherinhalte der Dekodierer 37-1, 37-2 und 37-3 sind als Beispiel, wie oben erwähnt, in den Figuren 2a, 2b und 2c gezeigt. Wenn aber, wie in Fig. 2a gezeigt, die Eingabe zum Dekodierer 37-1 501 ist, gibt dieser ein Signal "Hl" aus. Ähnlich gibt der Dekodierer 37-2, wenn sein Eingangssignal 501 ist, ein Signal "H2" aus. Dadurch erfährt die Abtaststeuereinheit 41 in jedem Fall vom Umschaltpunkt in den höheren Temperaturbereich. Wenn die Eingaben für die Dekodierer 37-2 und 37-3 99 sind, erzeugen die Dekodierer Signale "L2" und "L3", die die Abtaststeuereinheit 41 davon in Kenntnis setzen , daß der Umschaltpunkt in den niedrigeren Temperaturbereich erreicht ist.
Die Referenzwiderstände R1, R2 und R3 haben Widerstandswerte, die den Widerstandswerten des temperaturempfindlichen Widerstands ^n den Mittelpunktstemperaturen der Temperaturbereiche, nämlich 15,00C, 37,00C bzw. 39,00C, 'entsprechen.
ymro».
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Im folgenden wird nun die Arbeitsweise des oben beschriebenen elektronischen Thermometers unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 4 erläutert. Dieses Flußdiagramm ist hier zur Vereinfachung der Beschreibung eingeführt und stellt nicht notwendigerweise die Steuerprogramme dar, welche in den Speichermitteln des elektronischen Thermometers dieser Ausführungsform gespeichert sind.
Mit Beginn des Arbeitens wird (in Schritt 1) zunächst ein Initialisierungsvorgang ausgeführt. Gemäß diesem Initialisierungsvorgang wird die Abtaststeuerschaltung 41 auf den unteren Temperaturbereich eingestellt, und die Umschalter 14 und 44 auf R1 bzw. T1 ausgewählt, während die Buspuffer 36-1 und 38-1 sowie der Dekodierer 37-1 ausgewählt werden.
Mit Umlegen des Schalters 14 der Schwingungseinheit 1 auf den Widerstand R1 des Referenzwiderstandssatzes 12 beginnt (in Schritt 2) die Zählung des Schwingungssignals der Schwingungseinheit 1 auf der Grundlage des Referenzwiderstands R1. Anders ausgedrückt, beginnt die Schwingungseinheit 1 mit einer Frequenz FO entsprechend einer Zeitkonstanten zu schwingen, welche durch den Widerstandswert R1 des aus dem Satz 12 ausgewählten Referenzwiderstands und natürlich auch durch die statische Kapazität C des Kondensators 15 bestimmt ist. Ein Impulssignal dieser Frequenz FO wird durch die Schwingungseinheit 17 ausgegeben und dem Zähler 20 eingegeben. Der Zähler 20 beginnt dann das Impulssignal dieser Frequenz FO zu zählen. Gleichzeitig beginnt der Zähler 24 mit der Zählung des Taktsignals der Frequenz FC der Takt-Schwingungseinheit 23. Wenn die Zählung des Zählers 20^einen bestimmten Wert NO erreicht, wird sein überlauf-Ausgangssignal über die UND-Schaltung
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der Latch-Schaltung 25 zugeführt, und die Zählung des Zählers 24 wird in der Latch-Schaltung 25 verriegelt. Das Überlauf-Ausgangssignal des Zählers 20 wird nach einer durch die Verzögerungsschaltung 21 erzeugten geringen Verzögerungszeit auf den RESET-Eingang des Flipflop 18 gegeben und die Flipflop-Schaltung 18 zurückgesetzt. Die invertierte Ausgabe der Flipflop-Schaltung 18 wird über die NOR-Schaltung 19 auf den Schalter 14 gegeben, um diesen auf den Thermistor 11 umzulegen und um die Zähler 20 und 24 über die ODER-Schaltung 30 zu löschen.
Das Schwingungssignal der Schwingungseinheit 1 benutzt dabei den Widerstandswert Rx des Thermistors 11 (in Schritt 3). Anders ausgedrückt, schwingt die Schwingungseinheit 1 mit einer durch den Widerstandswert Rx des Thermistors 11 und die elektrostatische Kapazität C des Kondensators 23 bestimmten Zeitkonstanten, wobei ein Impulssignal der Frequenz Fx durch die Schwingungseinheit 17 an den Zähler 20 ausgegeben wird. Der Zähler 20 zählt dann das Impulssignal der Frequenz Fx. Der Zähler 24 erhält indessen ein durch ihn zu zählendes Taktsignal der Frequenz Fc von der Takt-Schwingungseinheit 23. Wenn dabei die Zählung des Zählers 24 mit der in der Latch-Schaltung 25 gehaltenen Zählung übereinstimmt, hält die Vergleichsschaltung 26 mit dem Auftreten der Übereinstimmung an. Wenn die Zählung des Zählers 20 in diesem Augenblick Nx ist, weiß man, daß die folgende Beziehung zwischen der absoluten Temperatur T und der Zählung Nx gilt:
1 1 Nx RO
. in
TB NO R
wobei B die Boltzmann-Konstante und RO der Widerstand bei der absoluten Temperatur TO ist.
Mit der Bestimmung von Nx ist es also möglich, daraus die absolute Temperatur T aufzufinden, da die anderen Werte alle Konstanten sind.
Dann werden die Zählung Nx des Zählers 20 und die Zählung, welche in der Latch-Schaltung 28 gehalten wurde , durch die Vergleichsschaltung 29 (im Schritt 4) verglichen, wobei, wenn die Zählung zu diesem Zeitpunkt größer ist, d. h. die Temperatur gestiegen ist, die Ausgabe der Vergleichsschaltung 2 9 dann nach einer logischen "1" übergeht. Dieses Signal wird der Zahlenwertaktualisierungs-Steuerschaltung 32 über die UND-Schaltung 31 zugeführt, und die Zahlenwertaktualisierungs-Steuerschaltung 32 liefert mit Erhalt eines Signals von der Verzögerungsschaltung 27 über die NOR-Schaltung 34 und die ODER-Schaltung 35 ein Signal an die Latch-Schaltung 28, womit die Zählung Nx des Zählers 20 in der Latch-Schaltung 28 (im Schritt 5) verriegelt wird. Wenn die Zählung des Zählers 20 kleiner als der in der Latch-Schaltung·28 gehaltene Wert ist, wird der Schritt 5 übersprungen. In beiden Fällen wird der durch die Latch-Schaltung 28 gehaltene Wert (welcher der Temperatur im Bereich von 100 bis 500 entspricht) dem Dekodierer 37-1 über den Buspuffer 36-1 zugeführt, und der Dekodierer 37-1 liest (im Schritt 6) Temperaturdaten aus, die dem eingegebenen Digitalwert entsprechen, und liefert sie über den Buspuffer 38-1 an die Anzeigeeinheit 4. In der Abtaststeuerschaltung 41 wird bestimmt, ob das Signal Hn (H1) vorliegt oder nicht (Schritt 7). Wenn die eingegebene Zählung 500 oder weniger ist, ergibt die Feststellung ein NEIN, da das Signal "H1" vom Dekodierer 37-1 nicht ausgegeben wird.
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Danach wird (im Schritt 8) bestimmt, ob das Signal Ln vorliegt oder nicht, und, da das Ergebnis ein NEIN ist,werden die Temperaturdaten auf der Anzeige 40 der Anzeigeeinheit 4 (im Schritt 9) angezeigt. Wenn das Zeitglied 43 nun abgelaufen ist (Ablauf der Abtastzeit T1),wird das Ausgangssignal des Zeitglieds 43 über die NOR-Schaltung 19 dem Schalter 14 zugeführt, wodurch dieser erneut auf den Referenzwiderstand R1 umgelegt wird und die Vorgänge für die folgende Abtastzeit bewirkt werden.
Wenn nun die Temperaturmessung der Messung der Körpertemperatur dient und die Meßtemperatur noch nicht 350C erreicht hat, werden die Schritte 2 bis 9 für jede Abtastzeit wiederholt, und es wird eine Temperatur, die mit Inkrementen von 0,10C ansteigt, auf der Anzeige 40 angezeigt.
Wenn die Temperatur 350C überschritten hat und der in der Latch-Schaltung 28 verriegelte Digitalwert 501 geworden ist, erzeugt der Dekodierer 37-1 ein Signal "H1". Da dieses Signal "H1" bedeutet, daß ein ümschaltpunkt für den Temperaturmeßbereich erreicht ist, wird das Bestimmungsergebnis in Schritt 7 hinsichtlich dessen, ob es ein "Hn"-Signal ist oder nicht ein JA, und die Abtastzeit des Zeitglieds 43 wird auf Tn+1 bzw. T2 in diesem Fall, der Widerstandswert des Referenzwiderstandssatzes 12 auf Rn+1 bzw. R2 in diesem Fall (im Schritt 10) umgeschaltet, und die Buspuffer 36-2 und 38-2 sowie der Dekodierer 37-2 werden (im Schritt 1) angeschlossen. Ferner wird die Latch-Schaltung 28 durch die Abtaststeuerschaltung 41 über die ODER-Schaltung 35 (im Schritt 14) zurückgesetzt. Durch die oben beschriebenen Vorgänge wird die folgende Messung mit der Abtastzeit T2, dem Referenzwiderstandswert R2 und unter Verwendung des Dekodierers 37-2 durchgeführt. Das Auflösungsvermögen beträgt in diesem Fall 0,010C. Mit ande-
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ren Worten, es ist in diesem Bereich eine Körpertemperaturmessung mit hohem Auflösungsvermögen möglich. Wenn jedoch der Sensor (der Thermistor 11) entfernt vom Körper angeordnet wird und die festgestellte Temperatur unter 35 9C abfällt, fällt der durch die Latch-Schaltung 28 gehaltene Zählwert unter 99, und der Dekodierer 37-2 gibt ein Signal "L2" aus, welches der Abtaststeuerschaltung 41 über die UND-Schaltung 42c zugeführt wird, so daß die Abtaststeuerschaltung 41 infolge des Vorliegens des Signals "L2" die Abtastzeit des Zeitglieds 43 auf Tn-1 bzw. T1 und den Widerstandswert des Referenzwiderstandssatzes 12 auf Rn-1 bzw. R1 (im Schritt 12) wieder zurück ändert. Ferner werden die Buspuffer 36-1 und 38-1 sowie der Dekodierer 37-1 (im Schritt 13) ausgewählt, und ebenso wird die Latch-Schaltung 28 zurückgesetzt.
Andererseits wird, wenn die die Temperatur über den Temperaturbereich von 350C bis 39°C angestiegen ist und der von der Latch-Schaltung 28 gehaltene Zählwert 500 überschreitet, ein Signal "H2" ausgegeben und der Abtaststeuerschaltung 41 über die UND-Schaltung 42b zugeführt. Mit Erhalt dieses "H2"-Signals ändert die Abtaststeuerschaltung 41 den Referenzwiderstand auf R3, die Abtastzeit auf T3 und ebenso wählt sie die Buspuffer 36-3, 38-3 sowie den Dekodierer 37-3 aus. Infolgedessen wird das Auflösungsvermögen erneut 0,10C. Wenn ferner während dieses Vorgangs die Temperatur unter 39°C abfällt und der durch die Latch-Schaltung 28 gehaltene Zählwert unter 99 fällt, wird ein Signal "L3" durch den Dekodierer 37-3 ausgegeben und die Abtaststeuerschaltung 41 ändert den Referenzwiderstand, die Abtastzeit und den Dekodierer auf die für den Temperaturbereich von 350C bis 390C.
Gemäß dem elektronischen Thermometer dieser Ausfüh-
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rungsform werden also, wenn die Meßtemperatur einen bestimmten Bereich überschritten hat, der Referenzwiderstand, die Abtastzeit und der Dekodierer für die Temperaturdatenumwandlung umgeschaltet. Es ist daher möglich, eine Temperaturmessung über einen weiten Bereich ohne Erhöhung der Anzahl von Bits des Zählers oder der Speicherkapazität des Dekodierers durchzuführen.
Bei obiger Ausführungsform werden die Referenzwiderstände, die Abtastzeiten und die Dekodierer zwischen den drei Auswahlmöglichkeiten und das Auflösungsvermögen zwischen den drei Werten umgeschaltet, ebenso ist aber eine Umschaltung zwischen zwei oder vier bzw. noch mehr Werten möglich.
Ferner war bei der oben beschriebenen Ausführungsform das Auflösungsvermögen im Bereich von 350C bis 390C höher als in den anderen Bereichen, es ist jedoch abhängig von der beabsichtigten Anwendung möglich, den Temperaturbereich, in welchem das Auflösungsvermögen hoch ist, zu modifizieren.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen weiten Temperaturmeßbereich mit der Möglichkeit einer Messung mit hohem Auflösungsvermögen in einem bestimmten Temperaturbereich zu gewinnen, ohne die Anzahl von Bits des in den Vergleichsmitteln enthaltenen Zählers und die Speicherkapazität der Temperaturdatenumwandlungs-Speichermittel zu erhöhen. Daher ist es möglich, ein einziges elektronisches Thermometer beispielsweise sowohl als Raumtemperaturmesser als auch als Fieberthermometer zu verwenden. Bei Verwendung als elektronisches Fieberthermometer vermeidet dabei die Temperaturanzeige mit niedriger Auflösung jede Irritierung des Benutzers während der Phase, in welcher der gewünschte Temperaturbereich noch nicht erreicht ist.
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Außerdem ist bei Verwendung als Fieberthermometer eine Erkennung der Änderungen der Anzeige während der Messung möglich, so daß man einen guten Eindruck davon erhält, wann die Messung beendet sein wird. 5
Kl/vm
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Claims (1)

  1. WILHELMS KILIAN & PARTNER
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    P 2932-DE
    Oraron Tateisi Electronics Co. Kyoto / JAPAN
    Mehrbereichsmeßtaugliches elektronisches Thermometer Priorität: 21. Januar 1985 - JAPAN - Nr. 9579/1985
    Patentanspruch
    Elektronisches Thermometer mit einer Schwingungseinheit (1) mit
    einer Zextkonstantenschaltung (16) mit
    zusammengesetzten Widerstandsmitteln mit RetVrt-nzwiderstandsmitteln (12) und temperatur-
    BAD ORIGINAL
    empfindlichen Widerstandsmitteln (11); und
    Mitteln zum Umschalten der zusammengesetzten Widerstandsmittel zwischen den Referenzwider-Standsmitteln und den temperaturempfindlichen
    Mitteln;
    Mitteln (2) zum Vergleichen der Schwingungsfrequenzen der Schwingungseinheit durch Umschalten der zusammengesetzten Widerstandsmittel zwischen den Referenzwiderstandsmitteln und den temperaturempfindlichen Widerstandsmitteln für jeden Abtastzeitraum, und zum Ausgeben von Digitaldaten, die der durch die temperaturempfindlichen Widerstandsmittel abgefühlten Temperatur entsprechen;
    Mitteln (3) zum Umwandeln der der abgefühlten Temperatur entsprechenden Daten, welche diese Digitaldaten erhalten und diesen entsprechende Temperaturdaten ausgeben; und
    Mittein (4) zur Anzeige der Temperaturdaten; gekennzeichnet dadurch, daß
    der Widerstandswert der Referenzwiderstandsmittel (12) entsprechend dem Bereich der Temperaturmessung schaltbar ist;
    die Abtastzeit entsprechend dem Bereich der Temperaturmessung schaltbar ist; und
    30
    die Temperaturdatenumwandlungsmittel (3) mehrere Abschnitte umfassen, zwischen welchen entsprechend dem jeweiligen Be-
    Omron ... P 2932-DE
    — 3 —
    reich der Temperaturmessung umschaltbar ist und von denen jeder mit Erhalt der Digitaldaten von den Vergleichsmitteln diesen entsprechende geeignete Temperaturdaten ausgibt;
    5
    und ferner durch
    Schaltmittel zum Umschalten der Temperaturdatenumwandlungsmittel;
    Schaltsteuermittel, welche ansprechend auf die Ausgabe der Temperaturdatenumwandlungsmittel das Umschalten des Bereichs der Temperaturmessung bestimmen und den Schaltvorgang der Referenzwiderstandsmittel, den Schaltvorgang der Abtastzeitschaltmittel und den Schaltvorgang der Temperaturdatenumwandlungsmittel-Schaltmittel geeignet steuern.
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