юYu
со Юwith u
/ Изобретение относитс к термол трии , в частности к измерению температуры с использованием различных термодатчиков (термопар), термометров сопротивлени и т.д. и может быть использовано при измерении температуры с высокой точност и быстродейстьием. Известен экстраполирующий термо-метр , содержащий термодатчик, втори ные измерительные преобразователи, корректирующие цепи, компенсирующее динамическую погрешность устройство вы влени скорости из eнeни температуры , позвол ющее экстраполироват результирующее значение температуры путем добавлени к текущему значегни температуры коэффициента, умноженно го на скорость изменени температуры ; 1 . Недостатками известного устройства вл ютс : низка точность изме рени температуры, обусловленна наличием компенсирующего устройства внос щего дополнительную некорректируемую погрешность в результат кзмерени , узкий диапазон измерени темп ратуры среды, преимущественно температуры океанской воды от +0, до , ограниченное быстродействие (сотни миллисекунд). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс экстраполирующий цифровой термо -;етр, содер) датчик температуры, соединенный с информационным входом аналого-цифрового преобразовател , оперативное запоминающее устройство и индикатор Известный термометр содержит также дифференциальный анализатор скорости изменени температуры, включенный между термодатчиком и логической схемой И, соединенный через ключ с управл ющими входами оперативного запог инающего устройства, и устройство управлени режимом работы термометра , выход которого соединен с управл ющими входами аналого-цифро вого преобразовател и схег-лы И,, при этом управл ющий выход аналот-о-цифро вого преобразовател соединен с управл ющим входом ключа 2. , Недостатками прототипа вл ютс очень узкий диапазон измерени температуры (от 4-34 С до ) , КИЗ-ка точность измерени из-за большой погрешности датчика температуры с нелинейным выходом, вследствие отсутстви устройств линеаризации либо коррекции нелинейности. Кроме того, процесс прогнозировани реализуетс применение,м аналогового дифференциального анализатора .скорости изменени температуры, что исключает обеспечение высокой точности измерени , а быстродействие прибора ограничено значительным временем проведени цикла измерени , уменьшение которого не предусмотрено конструкцией термометра. Цель изобретени - повышение точности измерени температуры и рйсши-pesuie диапазона измер емых температур . Поставленна цель достигаетс тем, что в цифровой термометр введен генератор синхроимпульсов и два микропроцессора , один из которых включен между аналого-цифровым преобразователем и оперативным запоминающим устройством; а другой микропроцессор - между оперативным запоминающим устройством и индикатором, при этом генератор синхроимпульсов подключен к уггравл югтцтм входам аналого-цифрового преобразовател , оперативного запоминающего устройства, первого и второго микропроцессоров. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого цифрового термометра. Термометр содержит датчик 1 температуры , аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 2, первый микропроцессор 3, оперативное запоминающее устройство 4 (ОЗУ) , второй микропроцессор 5, индикатор б, генератор 7 синхроимпульсов. Датчик 1 температуры соединен с информационным входом А11П 2, микропроцессор 3 включен между АЦП 2 к ОЗУ 4 , микропроцессор 5 включен между ОЗУ 4 и индикатором 6, а генератор 7 синхроимпульсов подключен к управл ю1дим входам АЦП 2, ОЗУ 4 , микропроцессоров 3 и 5. Экстраполирующий цифровой термометр работает следующим образом. Датчик температуры помещают в измер емую среду. Он постепенно нагреваетс до температуры измер емой среды . В процессе своего нагрева датчик 1 температуры непрерывно передает промежуточные значени температуры , до которой он успел нагретьс , в виде электрических сигналов на информационный вход АЦП 2. Генератор 7 синхроимпульсов подает синхроимпульсы на управл ющие входы АЦП 2, ОЗУ 4 и микропроцессоров 3 и 5. В момент поступлени синхроимпуль- сов от генератора 7 на управл ющий вход АЦП 2 электрический сигнал, отображающий температуру датчика в этот же момент времени, поступает на информационный вход АЦП 2, преобразуетс и в виде цифрового кода поступает на информационный вход микропроцессора 3. В момент поступлени следующего синхроимпульса от генератора 7 на управл ющий вход АЦП 2 электрический СИГНЕШ, отображающий температуру в следующий момент времени , поступивший от датчика 1 на информационный вход АЦП 2, преобразуетс и в виде нового цифровогоThe invention relates to thermolines, in particular to temperature measurement using various thermal sensors (thermocouples), resistance thermometers, etc. and can be used when measuring temperature with high accuracy and fast response. An extrapolating thermo-meter is known, which contains a thermal sensor, secondary transducers, correction circuits, a dynamic error-compensating device for detecting speed from a temperature, which allows extrapolating the resulting temperature value by adding a coefficient multiplied by the rate of temperature change to the current temperature; one . The disadvantages of the known device are: low accuracy of temperature measurement, due to the presence of a compensating device that introduces additional uncorrectable error in the measurement result, a narrow range of measurement of the temperature of the medium, mainly the temperature of ocean water from +0 to the limited speed (hundreds of milliseconds). The closest in technical essence and the achieved result to the invention is an extrapolating digital thermoelectric sensor; a temperature sensor connected to the information input of an analog-digital converter, a random access memory and an indicator. The known thermometer also contains a differential analyzer of the rate of temperature change connected between thermal sensor and logic circuit I, connected via a key to the control inputs of the operative requesting device, and a control device and the operation mode of the thermometer, the output of which is connected to the control inputs of the analog-to-digital converter and the AND circuit, while the control output of the analog-o-digital converter is connected to the control input of the key 2. The disadvantages of the prototype are very narrow range of temperature measurement (from 4-34 ° C to); KIZ-ka measurement accuracy due to the large error of the temperature sensor with a non-linear output, due to the absence of linearization devices or correction of nonlinearity. In addition, the prediction process is implemented using an analog differential analyzer. The rate of change of temperature, which eliminates the need for high measurement accuracy, and the instrument performance is limited by the significant time of the measurement cycle, the reduction of which is not provided by the design of the thermometer. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the temperature and temperature range of the measured temperatures. The goal is achieved by the fact that a sync pulse generator and two microprocessors are inserted into the digital thermometer, one of which is connected between the analog-digital converter and the random access memory; and the other microprocessor is between the random access memory and the indicator, while the clock generator is connected to the inputs of the analog-digital converter, random access memory, the first and second microprocessors. The drawing shows the block diagram of the proposed digital thermometer. The thermometer contains a temperature sensor 1, an analog-to-digital converter (LCP) 2, the first microprocessor 3, random access memory 4 (RAM), the second microprocessor 5, indicator b, generator 7 sync pulses. Temperature sensor 1 is connected to information input A11P 2, microprocessor 3 is connected between ADC 2 to RAM 4, microprocessor 5 is connected between RAM 4 and indicator 6, and clock generator 7 is connected to control inputs of ADC 2, RAM 4, microprocessors 3 and 5. Extrapolating digital thermometer operates as follows. The temperature sensor is placed in the measured medium. It is gradually heated to the temperature of the measured medium. In the course of its heating, the temperature sensor 1 continuously transmits the intermediate values of temperature, to which it managed to heat up, in the form of electrical signals to the information input of the ADC 2. The sync pulse generator 7 supplies the sync pulses to the control inputs of the ADC 2, RAM 4 and microprocessors 3 and 5. V the time of arrival of the sync pulses from the generator 7 to the control input of the A / D converter 2, an electrical signal indicating the temperature of the sensor at the same time point, is fed to the information input of the A / D converter 2, and is converted as a digital code by steps into the information input of the microprocessor 3. At the time of receipt of the next clock pulse from the generator 7 to the control input of the A / D converter 2, an electrical signal indicating the temperature at the next time point received from sensor 1 to the information input of the A / D converter 2 is also converted as a new digital
кода поступает на информационный вход микропроцессора 3 и т.д. Датчик 1 температуры, как и все датчики , обладает нелинейной зависимостью между выходным электрическим сигналом и температурой датчика, вследствие этого цифровые коды на выходе АЦП 2 нелинейны по отношению к иэмер емой температуре. В моменты поступлени синхроимпульсов от генератора 7 на управл ющий вход микропроцессора 3 он производит вычисление температур датчика 1, до которых он нагрелс к моменту поступле ни синхроимпульсов от генератора 7, по формуле, апроксимирующей нелинейную зависимость между -выходами электрическим сигналом датчика 1 и его тет отературой. Таким образом, в моменты времени, задаваемое генератором 7 синхроимпульсов , электрические сигналы на выходе микропроцессора 3 пропорциональны- определенным значени м температуры датчика 1, т.е. t WKpoпроцессором проведена линеаризаци . Дискретные значени температуры с выхода микропроцессора 3 поступают ча информационный вход ОЗУ 4, представл ющего собой, например, сдвиговый регистр с количеством чеек, достаточнь1м дл хранени нескольких, например трех, результатов измерени , т.е. ОЗУ 4 хранит результат трех последовательных измерений температуры и при поступлении очередного синхроимпульса от генератора 7 содержимое ОЗУ 4 обновл етс на 1.3. ., соответствуюсще значени м температуры датчика 1, накопленные в ОЗУ 4, поступают на информационный вход микропроцессора 5. В момент поступлени синхроимпульса от генератора 7 на управл ющий вход микропроцессора 5. микропроцессор 5 code enters the information input of the microprocessor 3, etc. Temperature sensor 1, like all sensors, has a non-linear relationship between the electrical output signal and the sensor temperature, as a result, the digital codes at the output of the ADC 2 are non-linear with respect to the measured temperature. At the moments of arrival of clock pulses from the generator 7 to the control input of the microprocessor 3, it calculates the temperature of sensor 1, to which it is heated to the time of arrival of clock pulses from the generator 7, according to the formula approximating the non-linear relationship between the output of the electric signal of sensor 1 and its input . Thus, at the instants of time specified by the generator 7 of clock pulses, the electrical signals at the output of the microprocessor 3 are proportional to certain values of the temperature of sensor 1, i.e. t WK processor was linearized. The discrete temperature values from the output of the microprocessor 3 receive information input RAM 4, for example, a shift register with a number of cells sufficient to store several, for example three, measurement results, i.e. RAM 4 stores the result of three consecutive temperature measurements and upon receipt of the next sync pulse from generator 7, the contents of RAM 4 are updated to 1.3. ., corresponding to the temperature values of sensor 1, accumulated in RAM 4, are fed to the information input of the microprocessor 5. At the time of arrival of the sync pulse from generator 7 to the control input of the microprocessor 5. microprocessor 5
0 вычисл ет измер емую температуру среды, котора отображаетс в индикаторе б. Таким образом, экстраполирующий цифровой термометр показывает температуру измер емой среды раньше, чем нагреетс до этой температуры сам датчик 1, что позвол ет примен ть предлагаемое устройство дл измерени очень высоких температур , которые невозможно замерить существующими датчиками.0 calculates the measured ambient temperature, which is displayed in indicator b. Thus, the extrapolating digital thermometer shows the temperature of the measured medium earlier than the sensor 1 heats up to this temperature, which allows the proposed device to be used to measure very high temperatures that cannot be measured with existing sensors.
00
Предлагаемый цифровой термометр обеспечивает широкий диапазон измерений , так как он может работать с любыми термодатчика 1и и нелинейность их характеристик во всем ди5 апазоне измерени может быть скор- , ректирована обработкой результатов измерени в первом микропроцессоре. За счет этого за вл емое устройство может быть использовано во многих The proposed digital thermometer provides a wide range of measurements, since it can work with any thermal sensor 1 and the non-linearity of their characteristics throughout the entire measurement range can be fast-processed by processing the measurement results in the first microprocessor. Due to this, the claimed device can be used in many
0 отрасл х народного хоз йства. Кроме того, быстродействие термометра .определ етс дес тками миллисекунд.0 of the national household. In addition, the speed of the thermometer is determined in tens of milliseconds.