FR2554924A1

FR2554924A1 - Digital thermometer

Info

Publication number: FR2554924A1
Application number: FR8318524A
Authority: FR
Inventors: Patrice Pennel
Original assignee: Comeureg SA
Current assignee: Comeureg SA
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1985-05-17

Abstract

The invention relates to a digital thermometer. It has means for providing a high degree of autonomy. In particular, its electrical supply can be produced with a photovoltaic collector 7. Intermittent supply 9 of the bridge 4 in which the temperature probe 3 is placed will also allow the energy consumption of the apparatus to be reduced. The invention applies to the food and chemical industries in which it is necessary to measure the temperatures of certain media.

Description

La présente invention a trait à un thermomètre ntlmérique.Elle trouvera son application dans les industries où la détermination d'une température s'impose. The present invention relates to an American thermometer and will find its application in industries where temperature determination is required.

Actuellement,on connait les thermomètres à dilatation dans lesquels on détermine la température en mesurant l'augmentation correspondante d'un volume de fluide tel que le mercure. Currently, there are known expansion thermometers in which the temperature is determined by measuring the corresponding increase in a volume of fluid such as mercury.

ne type d'appareils souffre de plusieurs défauts notamment la lecture de la température est délicate et peut faire l'objet d'erreur de paralaxe.Ensuite- la distance séparant le cadran de lecture du lieu de mesure ne peut être importante. ne type of device suffers from several faults, in particular the temperature reading is delicate and can be subject to a paralaxis error. Then the distance between the reading dial and the measurement location cannot be significant.

Eoutefois,ces appareils présentent l'avantage d'être entièrement autonomes et peuvent donc être parfaitement utilisés dans des endroits isolés. However, these devices have the advantage of being completely autonomous and can therefore be perfectly used in isolated places.

Il existe également les thermomètres numériques qui disposent d'un affichage digital de la température mesurée.Ta détermination de la température se fait par mesure de la tension aux bornes d'une sonde géneralement au platine
Ce type d'appareils utilisent des composants électroniques et surtout une sonde qui entrainent une consommation d'energie électrique.Ta fourniture de cette energie peut être exterieure auquel cas l'utilisation du thermomètre numérique ne peut être envisagée dans un lieu isolé.There are also digital thermometers that have a digital display of the measured temperature. Your temperature is determined by measuring the voltage across a generally platinum probe
This type of device uses electronic components and especially a probe which cause consumption of electrical energy. Your supply of this energy can be external in which case the use of the digital thermometer cannot be considered in an isolated place.

Par ailleurs la consommation est généralement trop importante pour adopter une alimentation à piles avec fonctionnement en permanence. Or de nombreuses applications exigent que le thermomètre soit constamment en fonctionnement. In addition, consumption is generally too high to adopt a battery power supply with continuous operation. However, many applications require that the thermometer is constantly in operation.

Le thermomètre numérique de l'invention a été conçu pour répondre aux besoins d'un affichage permanent de la temperature sans nécessiter de source d'énergie extérieure. L'automie du thermomètre a été spécialement étudiée et sera au moins d'une année voire même selon une réalisation p@rticulière jusqu'à atteindre la durée de vie des composants. The digital thermometer of the invention was designed to meet the needs of a permanent display of the temperature without requiring an external energy source. The autometry of the thermometer has been specially studied and will be at least a year or even according to a specific implementation until reaching the service life of the components.

Le thermomètre numérique destiné à indiquer sur un écran d'affichage la température mesurée per une sonde p:r exemple du type au platine est caracté- risé p@r le fait qu'il présente des moyens pour fonctionner avec une grande autonomie. The digital thermometer intended to indicate on a display screen the temperature measured by a probe p: r example of the platinum type is characterized by the fact that it presents means for operating with great autonomy.

La description suivante indique les différents moyens permett@nt d'atteindre les objectifs enumérés précédem ent. Elle est accompagnée d'une figure unique en annexe qui illustre le schéma fonctionnel du thermomètre numérique de l'invention. The following description indicates the different ways of achieving the objectives listed above. It is accompanied by a single figure in the appendix which illustrates the functional diagram of the digital thermometer of the invention.

L'invention concerne un thermométre numérique à affichage digital de la température mesurée. The invention relates to a digital thermometer with digital display of the measured temperature.

lia mesure de la tempér ture peut être réalisée selon les techniques connues notamme t à l'aide d'un therno@ouple, sonde au platine ou antre. The measurement of the temperature can be carried out according to known techniques, in particular using a therno @ ouple, platinum probe or lair.

Toutefois dans la gamme de température - 1500 à + 200 généralement re@contrée dans l'ind@strie alimentaire, l'industrie chimique, il est préférable d'opter pour les sondes de température au platine qui sont plus précises que les thermocouples, ces derniers étant préférés dans les mesures de températures plus élevées. However in the temperature range - 1500 to + 200 generally encountered in the food industry, the chemical industry, it is preferable to opt for platinum temperature probes which are more precise than thermocouples, these the latter being preferred in higher temperature measurements.

Malheureusement les sondes au platine nécessi- tert une alimentation eléctrique de puis@ance relativement forte et généralement il faut une source d'énergie extérieur lorque l'appareil de mesure est destiné fonctionner en permanence. Unfortunately platinum probes require a relatively strong power supply and generally an external source of energy is required when the meter is intended to operate continuously.

Selon la réalisation d- thermomètre numérique de l'invention, celui-ci présente des moyens pour fonctionner avec une grande autonomie. D'où même en utilisation continue on pourra s'affranchir d'une source d'énergie extérieure. Des essais ont permis de montrer que l'antonomie sur piles alcalines classiques pouvait dépasser une année. According to the embodiment of the digital thermometer of the invention, it has means for operating with great autonomy. Hence even in continuous use we can get rid of an external energy source. Tests have shown that the battery life on conventional alkaline batteries can exceed one year.

Sur la figure annexée, est représentée le schéma électrique du thermomètre n: mérique. On y retrorve cer tains circuits electroniques utilisés couramment dans ce type d'appareils. Il s'agit notamment de l'afficheur 1 de température où il est indiqué en permane@ce la tempé- rature mesurée. In the appended figure, the electrical diagram of the n: meric thermometer is shown. There are some electronic circuits commonly used in this type of device. These include the temperature display 1 where the measured temperature is shown at all times.

Selon la précision du thermomètre l'afficheur indiquera avec plus ou moins de chiffres la température. Depending on the accuracy of the thermometer, the display will indicate the temperature with more or less digits.

Pour minimiser la co@sommation eléctrique, on utilise de préférence un afficheur du type à cristaux liquides LCD. To minimize the electrical consumption, a display of the LCD liquid crystal type is preferably used.

Cet afficheur 1 est commandé par un circuit électronique 2 qui est un convertisseur analogique-digital. Il s'agit plus p@rticulièrement d'un voltmètre numérique qui reçoit une tension proportionnelle à la température mesurée et transmet à l'afficheur 1 un signal correspond à l'affichage de la température.This display 1 is controlled by an electronic circuit 2 which is an analog-digital converter. It is more particularly a digital voltmeter which receives a voltage proportional to the measured temperature and transmits to display 1 a signal corresponding to the temperature display.

La sonde de température 3 p@r exemple au platine est montée dans une branche d'un pont de Wheatstone 4. The temperature probe 3 for example platinum is mounted in a branch of a Wheatstone bridge 4.

La dite sonde 3 peut être disposée à distance de la carte électronique. to@tefois dans ce cas on veillera à compenser les v@riati@ns de résistance du câble de liaison.Said probe 3 can be placed at a distance from the electronic card. However, in this case, care should be taken to compensate for the resistance of the connection cable.

Un montage de la sonde 3 de température dit " à trois fils" sera de préférance utilisé.An assembly of the so-called "three-wire" temperature probe 3 will preferably be used.

TTn amplificateur 5 est placé aux bornes du pont 4 de Wheaststone. Une boucle de cotre réaction 6 est placée en parallèle sur l'amplificateur opérationnel 5 pour " linéariser" la te--sion de sortie de l'amplificateur opér tio@nel 5 en fonction de la température détectée par la Bonde 3. TTn amplifier 5 is placed at the terminals of bridge 4 of Wheaststone. A feedback loop 6 is placed in parallel on the operational amplifier 5 to "linearize" the output voltage of the operational amplifier 5 as a function of the temperature detected by the Bung 3.

Ainsi le convertisseur analogique digital 2 re çoit de l'amplificateur 5 une tension proportinnelle à la température mesurée par la sonde 3. Thus the digital analog converter 2 receives from the amplifier 5 a voltage proportional to the temperature measured by the probe 3.

Les moyens mis en oeuvre pour accroître l'autonomie du thermomètre se présentent sous la forme d'un ca@p- tenr photo-voltaïque 7. Ce capteur 7 reçoit la lumière a-biante et transforme cette énergie lumineuse en énergie électrique nécessaire au fonctionnement d thermometre. The means used to increase the autonomy of the thermometer are in the form of a photovoltaic ca @ p- tenr 7. This sensor 7 receives the a-biante light and transforms this light energy into electrical energy necessary for operation d thermometer.

Selon les dimensions du capteur 7 et les besoi--s énergétiques du thermomètre, le capteur fo@rnira tout ou partie de l'énergie nécessaire. Depending on the dimensions of the sensor 7 and the energy requirements of the thermometer, the sensor will supply all or part of the energy required.

cas d'insuffisance, une batterie ou pile 8 placée en tampon du capteur 7 fournit le complèment d'énergie indispersable. Ce montage est toutefois facultatif si notamment le capteur 7 est bien dimensionné et qu'il est placé dans un local suffisamment éclairé ou que le fonctionnement nocturne à l'extérieur 'est pas nécessaire. in the event of insufficiency, a battery or cell 8 placed in buffer of the sensor 7 provides the complement of essential energy. This assembly is however optional if in particular the sensor 7 is well dimensioned and that it is placed in a sufficiently lit room or that the night operation outside is not necessary.

En utilisant un accumulateur 8 succeptible de stocker l'énergie excédentaire fournie par le capteur 7 on pourra même avoir un affichage perm@net avec une lumi nosité extérieure affaiblie. L'accumulateur 8 ser@ de préférence du type au cadamium- Mickel. By using an accumulator 8 capable of storing the excess energy supplied by the sensor 7, it will even be possible to have a permanent display with a weakened external luminosity. The accumulator 8 will preferably be of the cadamium-nickel type.

lia majeure partie de l'énergie est consommée dans la sonde de température 3 aus:i on pourra avantageuse- ment e@visager de l'alimenter par intermittance. Most of the energy is consumed in the temperature probe 3 also: i it is advantageously possible to envisage feeding it intermittently.

Un circuit 9 est prévu à cet- effet. Il fournit à intervals réguliers une tension au pont 4 de Whea@tone. A circuit 9 is provided for this purpose. It provides regular voltage to deck 4 of Whea @ tone.

la durée de la lise sols te@sion du pont 4 sera juste suffisante pour que l'amplificateur opérationnel 5 pui@se @e @tabiliser ce qui est généralement très rapide et également pour que le convertisseur analogique digital 2 puisse analyser la tension fournie par l'amplificateur 5. L'affichage reste fixe entre deux échantillorages. La périodicité des mesures sers par exemple de l'ordre de la seconde et pourra même être plus espacée si les variations de température mesurés sont faibles. the duration of the te @ sion soil reading of bridge 4 will be just sufficient for the operational amplifier 5 to be able to stabilize which is generally very fast and also so that the analog digital converter 2 can analyze the voltage supplied by amplifier 5. The display remains fixed between two samplings. The periodicity of the measurements serves, for example, on the order of a second and may even be spaced apart if the measured temperature variations are small.

L'alimertation de l'amplificateur opérationnel 5 pourra également être interm@ttante. The supply of the operational amplifier 5 may also be intermittent.

Pour accroître l'autonomie du thermomètre on utilise de préférence des circuits électroniques 2,5 et 9 à faible consomm@tion, notamment du type MOS. To increase the autonomy of the thermometer, electronic circuits 2,5 and 9 with low consumption @ tion are preferably used, in particular of the MOS type.

Claims

1) Digital thermometer intended to indicate on a display screen the temperature measured by a platinum-type exple probe characterized by the fact that it presents means for operating with an independent variable.

2) Digital thermometer according to claim 1, characterized by the fact that the means are in the form of a photo volt @ sensor which provides all or part of the electrical energy necessary for the operation of the components of the thermometer.

3) digital thermometer according to claim 2 characterized in that it has an accumulator capable of storing the electric energy oven @ ie by the photo volt @ sensor.

4) digital thermometer according to claim 2 characterized in that ildispose of a battery placed in parallel with the photo-voltasque sensor and which overcomes the shortcomings of the latter.

5) digital thermometer according to claim i characterized in that the temperature probe is supplied intermittently.

6) digital thermometer according to claim i characterized in that the active circuits used are of the low consumption type.

7) Digital thermometer according to reve - dic-tion 6 characterized in that the logic circuits are of the MOS type.