Цифровой измеритель температуры — SU 1622779 (original) (raw)
(088,8)рское свидеткл.С 01 К 7/1 б. ко, В,А Яцук,и Н А,Ковалев ельство ССС1986. ГОС УДАР СТ ВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Авторское свидетельство СССРМ 1191754, кл. 6 01 К 7/16, 1986.(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к термометриии позволяет повысить точность измерения при одновременном упрощении устройства, Термопреобразователь 8 ц 5 О 1622229 А 1 сопротивления (ТС) включен по четырехпроводной схеме, Операционный усилитель 1, транзистор 3 и источник 4 напряжения образуют стабилизатор тока, протекающего через ТС 8. На образцовом резис;оре 6 образуется падение напряжения, используемое в качестве опорного для аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13. На выходе АЦП поступает падение напряжения с ТС 8, на выходе АЦП образуется код, пропорциональный измеряемой температуре, Результат измерения индуцируется на цифровом отсчетном устроистве 14. Результирующая погреш ность измерения зависит только от погрешности преобразования АЦП и резисторов 5 и б, 1 ил.Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано при построении цифровых портативных измерителей температуры, работающих в комплекте с термопреобразователями со противления.Целью изобретения является повышение точности измерения при одновременном упрощении устройства.На чертеже приведена блок-схема портативного цифрового измерителя температуры.Измеритель температуры содержитпервый и второй операционные усилители 115и 2, транзистор 3, источник 4 нестабилиэированного напряжения, первый и второйобразцовые резисторы 5 и б, дополнительный резистор 7, термопреобразователь сопротивления (ТС) 8 с парой токовых (9 и 10)и парой потенциальных (11 и 12) выводов,а на лого-цифра вой и реоб раз овател ь (АЦП)13, цифровое отсчетное устройство 14,Устройство работает следующим образом.ТС 8 помещают в среду с измеряемойтемпературой.Значение тока )в, протекающего черезТС, равно (при условии, что коэффициентпередачи первого операционного усилителя намного больше единицы)1 еЕл+Гс 1 1Й+Яц+РО 1+ТВ 351 где Еп - значение напряжения источника питания положительной полярности;1,1 - напряжение смещения операционного усилителя 1;40Ро 1, Ви. В - сопротивления резисторов соответственно 5, б и 7;/3 - коэффициент передачи тока транзистора 3.45Потенциал неинвертирующего входа (а значит и инвертирующего входа) усилителя12 равен тс 1+ е Бо 1 (1 + р)50Поскольку падение напряжения на ТС равно 1 вйе,то потенциал Ог второго входа АЦП равенОг 1 ейе+ейо 1(1 +р) + с 1+ сг,155 где й е =. Во (1+ а 6 - сопротивление ТС при измеряемой температуре 0;Ро - начальное значение сопротивления ТС при 0=-0 С; а - температурный коэффициент сопротивления ТС;1 сг - напряжение смещения усилителя 2.Потенциал первого входа О 1 АЦП 13 равен 1 ст. Тогда входное напряжение Ох АЦП 13 равно разности потенциала входов АЦП 13 О, = Ог - О 1 = -е(Р е - Ро 1) + тт Ро 1 + сге(2)Таким образом,усилитель 1, транзистор 3 и источник 4 напряжения образуют стабилизатор токав и поэтому нет необходимости в стабилизации напряжения источника 4. Посредством усилителя 2 производят вычитание падений напряжения на ТС Вв и на сопротивлении БО 1. Если выполнить условие Ро =- Яо 1 то напряжение О, будет равно О:, = -е Р ва О+ сг + -р- Р о 1,е(3)На сопротивлении Ви резистора б получают падение напряжения Оц, используемое в качестве опорного для АЦП 13Ои =1 Я м (4) Результат измерения М, может быть записан в видеГ 4 = 1000 а- - 0Рц(5)Таким образом,результирующая погрешность измерения практически зависит только от погрешностей АЦП и резисторов 5 и б.Формула изобретения Цифровой измеритель температуры, содержащий два образцовых резистора, термопреобразователь сопротивления с двумяФтоковыми и двумя потенциальными выводами, аналого-цифровой преобразователь, выходами подключенный к входам цифрового отсчетного устройства, и источник питания,отличающийся тем,что,с целью повышения точности измерителя при одновременном его упрощении, в него введены два операционных усилителя, источник не- стабилизированного напряжения, транзистор и дополнительный резистор, причем неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с общей шиной измерителя, инвертирующий вход подключен к точке соединения эмиттера транзистора и первого входа аналого-циФрового преобразователя, второй вход которого через термопреобразователь сопротивления и источник нестабилиэированного напряжения подключен к коллектору транзистора, база которогб соединена с выходом первого операционного усилителя, а эмитЗаказ 146/91 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 тер через цепочку из первого и второго образцовых резисторов и дополнительный резистор подключен к источнику питания измерителя, третий вход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу второго операционного усилителя и к точке соединения первого и второго образцовых резисторов, а четвертый вход подключен к точке соединения второго образцового и дополнительного резисторов, инвертируюций вход и выход второго операционного 5 усилителя подключены к потенциальнымвыводам термопреобраэователя сопротивления,
4645575, 03.02.1989
ЛЬВОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА, ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4805
ЗДЕБ ВЛАДИМИР БОГДАНОВИЧ, ОГИРКО РОМАН НИКОЛАЕВИЧ, ЯЦУК ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ПРОЦЕНКО ВИТАЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, ЧУРКАЕВ СЕРГЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ, КОВАЛЕВ НИКОЛАЙ АНТОНОВИЧ