SU1622779A1 - Цифровой измеритель температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термометрии и позвол ет повысить точность измерени  при одновременном упрощении устройства . Термопреобразователь 8 сопротивлени  (ТС) включен по четырех- проводной схеме. Операционный усилитель 1, транзистор 3 и источник 4 напр жени  образуют стабилизатор тока, протекающего через ТС 8. На образцовом резисторе 6 образуетс  падение напр жени , используемое в качестве опорного дл  аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 13. На выходе АЦП поступает падение напр жени  с ТС 8, на выходе АЦП образуетс  код, пропорциональный изме р емои температуре. Результат измерени  индуцируетс  на цифровом отсчетном устройстве 14 Результирующа  погреш ность измерени  зависит только от погрешности преобразовани  АЦП и резисторов 5 и 6. 1 ил Ё О ю ю VI XI ю

Description

Изобретение относитс  к температурным измерени м и может быть использовано при построении цифровых портативных измерителей температуры, работающих в комплекте с термопреобразовател ми сопротивлени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  при одновременном упрощении устройства.

На чертеже приведена блок-схема портативного цифрового измерител  температуры .

Измеритель температуры содержит первый и второй операционные усилители 1 и 2, транзистор 3, источник 4 нестабилизированного напр жени , первый и второй образцовые резисторы 5 и 6, дополнительный резистор 7, термопреобразователь сопротивлени  (ТС) 8 с парой токовых (9 и 10) и парой потенциальных (11 и 12) выводов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13, цифровое отсчетное устройство 14.

Устройство работает следующим образом .

ТС 8 помещают в среду с измер емой температурой.

Значение тока le. протекающего через ТС, равно (при условии, что коэффициент передачи первого операционного усилител  намного больше единицы)

о.- температурный коэффициент сопротивлени  ТС;

Рс2 напр жение смещени  усилител  2.

Потенциал первого входа Lh АЦП 13 ра- вен fci. Тогда входное напр жение Ux АЦП 13 равно разности потенциала входов АЦП 13

Ux U2 - Ui -le(R e - Roi) + jf ROI + fc2

(2)

Таким образом .усилитель 1,транзистор 3 и источник 4 напр жени  образуют стабилизатор тока э и поэтому нет необходимости в стабилизации напр жени  источника 4. Посредством усилител  2 производ т вычитание падений напр жени  на ТС RQ и на сопротивлении R01 Если выполнить условие RO - Roi то напр жение Ux будет равно

20 U, -1вР&«0 + ГС2 + Roi

(3)

На сопротивлении RN резистора 6 получают падение напр жени  UN, и с - пользуемое в качестве опорного дл  АЦП 13

UN le R N(4)

Результат измерени  Nx может быть записан в виде

30Nx 1000гЛ-0 .

RN

(5)

Еп +fci 8 Ro-fRrg + Rd

где Еп значение напр жени  источника питани  положительной пол рности;

РС1 - напр жение смещени  операционного усилител  1;

ROL RN. Rd - сопротивлени  резисторов соответственно 5, 6 и 7;

/ - коэффициент передачи тока транзистора 3.

Потенциал неинвертирующего входа (а значит и инвертирующего входа) усилител 

2 равен ГС1 + leRoi (1 + л).

Поскольку падение напр жени  на ТС равно leRe до потенциал U2 второго входа АЦП равен

U2 - -leRe + leRoi 0 + 73) + fci + fc2 , где Ro (1+ ct Oj - сопротивление ТС при измер емой температуре &,

RO - начальное значение сопрожолени  ТС при

1)

ика

онров

ан (а ел 

ТС да

, ТС

ле45

50

Таким образом .результирующа  погрешность измерени  практически зависит только

Claims (1)

1. 35 от погрешностей ЛЦП и резисторов 5 и 6. Формула изобретени  Цифровой измеритель температуры, содержащий два образцовых резистора, термопреобразователь сопротивлени  с двум 

   40 токовыми и двум  потенциальными выводами , аналого-цифровой преобразователь, выходами подключенный к входам цифрового отсчетного устройства, и источник питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерител  при одновременном его упрощении, в него введены два операционных усилител , источник нестабилизированного напр жени , транзистор и дополнительный резистор, причем неинвертирующий вход первого операционного усилител  соединен с общей шиной измерител , инвертирующий вход подключен к точке соединени  эмиттера транзистора и первого

   с-с входа аналого-цифрового преобразовател , второй вход которого через термопреобразователь сопротивлени  и источник нестабилизированного напр жени  подключен к коллектору транзистора , база которого соединена с выходом первого операционного усилител , а эмит

   тер через цепочку из первого и второго об-резисторов, а четвертый вход подключен к

   разцовых резисторов и дополнительный ре-точке соединени  второго образцового и дозистор подключен к источнику питани полнительного резисторов, инвертируюизмерител , третий вход аналого-цифрово-щий вход и выход второго операционного

   го преобразовател  подключен к входу вто-5 усилител  подключены к потенциальным

   рого операционного усилител  и к точкевыводам термопреобразовател  сомротивсоединени  первого и второго образцовыхлени .