SU1615570A1

SU1615570A1 - Цифровой термометр

Info

Publication number: SU1615570A1
Application number: SU894654542A
Authority: SU
Inventors: Анна Михайловна Беляева
Original assignee: Центральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1990-12-23

Abstract

Изобретение относитс к термометрии и позвол ет повысить точность за счет уменьшени вли ни на результат измерени изменени сопротивлений эталонных резисторов. Процесс измерени осуществл етс за восемь тактов. Блок 24 управлени в каждом такте подключает к измерительной схеме 19 посредством коммутаторов 11...18 термопреобразователь 1 и резистор 6. Термопреобразователь 1 и резистор 6 подключены по четырехпроводной схеме. Получаемые в каждом такте измерени сигналы преобразуютс в код с помощью АЦП 20. В блоке 21 производитс вычисление искомой температуры, причем на результат не вли ют значени сопротивлений проводов и ключей. Результат измерени выводитс в блок 22 индикации. 1 ил.

Description

Осл

СП

о

Изобретение относитс к области тем пературных измерений.

Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени вли ни на результат измерени изменени сопротивлени эталонных резисторов.

На чертеже представлена структурна схема цифрового термометра.

Цифровой термометр содержит термо- пр-эобразователь 1 сопротивлени , подключенный к четырем проводам 2-5, эталонный резистор 6, подключенный к четырем проводам 7-10, коммутаторы 11-18, измерительную схему 19, аналого-цифровой преобразователь 20 (АЦП), блок 21 вычислени , блок 22 индикации, блок 23 пам ти и блок 24 управлени .

Весь Г1роцесс измерени осуществл етс за восемь тактов Эквивалентное сопротивление термопреобразовател 1 Ri; проводов 2-5 R2-R5 соответственно; эталонного резистора 6 Re; проводов 7-10 RIO соответственно; коммутаторов 11-18 Rii-Ri8 соответственно.

В первом такте блок 24 управлени формирует последовательность команд, по которым к входу измерительной схемы 19 с помощью коммутаторов 15, 11 и 16 подключаютс провода 2 и 3 На выходе измерительной схемы 19 формируетс сигнал, пропорциональный сумме сопротивлений проводов 2 и 3 и коммутаторов 15, 11 и 16. Этот сигнал АЦП 20 преобразует в код Ni, который заноситс в пам ть блока 21 вычислени , при этом код NI может быть представлен в виде

Ni ao + ai (R2-t- Ra + Ri5 + Rii + Rie), где ao, ai - посто нные коэффициенты, завис щие от коэффициентов передачи блоков измерительного тракта цифрового термометра, изменение которых обуславливает соответственно аддитивную и мультипликативную погрешности тракта измерени .

Во втором такте к входу измерительной схемы 19 с помощью коммутаторов 15, 11 и 17 подключаетс цепь, состо ща из последовательно включенных термопреобразовател 1 сопротивлени и проводов 2 и 4. На выходе измерительной схемы 19 формируетс сигнал, пропорциональный сумме сопротивлений RI, R2, R4, Rl5. Rl1 и Ri7, В пам ти блока 21 вычислени запишетс код N2 в виде

N2 ao + ai(Ri + R2 + R4 + Ri5 + Rii + Ri7).

В третьем такте к входу измерительной схемы 19 с помощью коммутаторов 17, 14 и 18 подключаютс провода 4 и 5. На выходе измерительной схемы 19 формируетс

сигнал, пропорциональный сумме сопротивлений R4, Rs, Ri7, Ri4 и Ri8. Код Na запишетс в виде

Мз ао + ai (R4 + Rs + Ri + Ri4 + Rie).

5В четвертом такте к входу измерительной схемы 19 с помощью коммутаторов 18, 14 и 16 подключаетс термопреобразователь 1 сопротивлени и проводов 5 и 3. На о выходе измерительной схемы будет сигнал,

10 пропорциональный сумме сопротивлений RI, R5, R3, Ri8, Ri4 и Ri6. Код N4 запишетс в виде

N4 ао + ai (Ri 4- RS + R3 + RIB + Ri4 + Rig). В п том такте к входу измерительной 15 схемы 19 с помощью коммутаторов 15, 12. и 16 подключаютс провода 7 и 8. На выходе измерительной схемы 19 будет сигнал, пропорциональный сумме сопротивлений Ris, R, Re, Ri2 и R16.,Koд NS запишетс в виде 20N5 ao + ai(Ri5+R7 +R8+Ri2 +Rie).

В шестом такте замыкаютс коммутаторы 15, 13 и 17. На выходе измерительной схемы 19 будет сигнал,, пропорциональный суммесопротивлений RIS, R7, Re, Rg, Ri3, Ri7. 25 Код Ne запишетс в виде

Ne ао + ai (Ris + R7 + Re + Rg + Ria + Ri7). В седьмом такте замыкаютс коммутаторы 27, 13 и 18. На выходе измерительной схемы 19 формируетс сигнал, пропорцио- 0 нальный сумме сопротивлений Ri7, Ri3, Rg, RIO, RTS. Код N7 запишетс в виде

N7 ао + ai {Ri7 + Ri3 + Rg + Rio + Rig). В восьмом такте замыкаютс коммутаторы 18, 12 и 16. На выходе измерительной 5 схемы 19 формируетс сигнал, пропорциональный сумме сопротивлений RIS, Rio, Re, RS, Ri2, Ri6. Код Ne запишетс в виде

Ne ао + ai (Ri8.+ Rio + Re + RB + Ri2 + + Ri6).

0 Блок 21 вычислени no командам блока 24 управлени осуществл ет вычислени е сопротивлени термопреобразовател 1 сопротивлени в соответствии с формулой

Р (N4-N3) + (N2-Ni)-Re ( NS - N7) + (Ne Щ

котора вл етс решением системы из восьми уравнений. Как видно, результат не зависит от сопротивлений проводов 2-5, подсоединенных к термопреобразователю 1 0 сопротивлени , сопротивлени проводов 7- 10, подсоединенных к эталонному резистору 6, сопротивлений замкнутых коммутаторов 11-18, а также от коэффициентов ао и ai. После вычислени .сопротивлени тер- 5 мопреобразовател 1 сопротивлени определ етс температура з соответствии с полиномом, аппроксимирующим градуиро- вочную характеристику термопреобразовател 1 сопротивлени .

Значение сопротивлени эталонного резистора 6 задано в блоке 23 пам ти. По команде блока 24 управлени , поступающей на вход блока 23 пам ти, значени коэффициентов в соответствии с алгоритмом работы цифрового термометра поступает в блок 21 вычислени . При поступлении команды на управл ющий вход блока 22 индикации в него поступает результат измерени температуры из блока 21 вычислени . Результат измерени сохран етс в блоке 22 индикации до поступлени нового результа- .та измерени . Цикл измерени температуры повтор етс при наличии на входе блока 24 управлени команды Пуск.

Claims

Формула изобретени Цифровой термометр, содержащий термопреобразователь , включенный по четы- рехпроводной схеме, эталонный резистор, первый коммутатор, второй коммутатор, соединенный с вторым проводом, третий коммутатор , соединенный с третьим проводом, четвертый коммутатор, измерительную схему , входы которой соединены соответственно с выходами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, а выход подключен через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и блок

ычислени к блоку индикации, блок управени , первый, второй, третий, четвертый, п тый, шестой, седьмой, восьмой и дев тый выходы которого соединены соответствен- но с управл ющими входами первого, второго , третьего и четвертого коммутаторов, измерительной схемы, аналого-цифрового преобразовател , блока вычислени , блока индикации и блока пам ти, выход которого соединен с вторым входом блока вычислени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , в него введены п тый, шестой, седьмой и восьмой коммутаторы, управл ющие входы которых соединены соответственно с дес тым, одиннадцатым , двенадцатым и тринадцатым выходами блока управлени , эталонный резистор включен по второй четырехпро- водной схеме, п тый, шестой, седьмой и восьмой провода которой подключены соответственное первому, шестому, седьмому и четвертому коммутаторам, п тый коммутатор включен между первым проводом и первым коммутатором, восьмой коммутатор включен между четвертым проводом и четвертым коммутатором, а выходы шестого и седьмого коммутаторов соединены соответственно с входами второго и третьего коммутаторов .