ТЕРМОМЕТР

ТЕРМОМЕТР
Заявляемая полезная модель относится к технике измерения температуры, а именно к цифровым термометрам, и может быть использована при конструировании портативных измерителей температуры.
Аналогом заявляемой полезной модели является термометр, включающий источник опорного напряжения, датчик температуры, подающий сигнал напряжения, соответствующий измеряемой температуре, трансформатор, переключатели, контролирующие подачу сигнала датчика и опорного напряжения на первичную обмотку трансформатора, аналогоцифровой преобразователь двойного интегрирования, трансформирующий сигнал напряжения со вторичной обмотки трансформатора в цифровые сигналы и передающий их на блок обработки цифровой информации. Термометр содержит также канал управления переключателями, обеспечивающий контроль работы последних с помощью выходных сигналов блока обработки цифровой информации. Этот канал состоит из преобразователей, которые электрически изолируют переключатели от блока обработки цифровой информации /патент СМ № 42IIII3, м, кл. G- 01 К 7/02, 1980/,
Существенные признаки аналога источник питания, датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь и блок обработки цифровой информации совпадают с существенными цризнаками заявляемой полезной модели.
Для термометра характерны точность измерения и сложность конструктивного исполнения.
Другим аналогом предлагаемого технического решения служит цифровой термометр, содержащий источник постоянного напряжения, усилитель постоянного тока, вьшолненный на операционном усилителе, в петлю обратной связи которого включен датчик температуры, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры, аналогоцифровой преобразователь системы двухтактного интегрирования и индикатор на жидких кристаллах. На вход усилителя постоянного тока подается заданное постоянное напряжение. Выходное напряжение усилителя вводится в аналого-цифровой преобразователь. Опорное нагфяжение преобразсвателя снимается с того же источника питания, что и постоянное напряжение, подаваемое на вход усилителя постоянного тока /заявка Японии N 55 33534, м, кл. G- 01 К 7/24, 1980/.
Существенные признаки аналога источник питания, датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь и индикатор на жидких кристаллах совпадают с с; ественными признаками предлагаемого устройства.
При высокой точности измерения это достаточно сложное устройство.
Наиболее близкий аналог полезной модели - термометр, содержащий мост постоянного тока, аналого-ци(|уровой преобразователь, работающий по принципу двойного интегрирования с автокорректировкой нуля и автоматическим определением полярности входного сигнала, блок цифровой индикации и источник питания. Термодатчик включен в одно из плеч измерительного моста постоянного тока, в смежное с ним плечо первой ветви моста - параллельно включенные постоянный и переменнвй резисторы и последовательно с ними соединенный постоянный резистор, а два  смелшых плеча второй ветви моста - постоянные резисторы
Стабилизатор тока питания моста выполнен на операционном усилителе. Напряжение с диагонали измерительного моста, пропорциональное температуре, усиливается дифференциальным усилителем, выполненным на операционном ;усилитале, и с его выхода подается на аналоговый вход аналого-цифрового преобразователя. Сигнал, несущий информацию о текущей температуре, представлен на выходе аналого-цифрового преобразователя в виде, удобном для отображения семиэлементными индикаторами. Он поступает на табло, состоящее из трех светодиодных ицдикаторов и светодиода.
Питается термометр от сети переменного тока напряжением 220 в через трансформатор. Для стабилизации питающего двуполярного напряжения предусмотрены параметрические стабилизаторы. Напряжение для стабилизатора тока снято с делителя напряжения на резисторах Входы опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя подключены к выводал дного из резисторов этого же делителя напряжения / Радио f I, 1985, с .
чен термодатчик, смежное с ним плечо первой ветви моста имеет постоянный и переменный резисторы, плечо сравнения, противоположное измерительному плечу, образовано постоянным резистором, а смежное с измерительным плечо второй ветви моста - резистор совпадают с существенными признаками предлагаемого устройства,
ото устройство имеет сложную схему.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повьшение надежности работы устройства за счет упрощения схемы. Другой вид технического результата, пол /чение которого может обеспечить заявляемая полезная модель по сравнению с наиболее близким аналогом, заключается в повышении точности измерения
Для достижения тсазанного технического результата термометр содержит аналого-цифровой преобразователь, блок цифровой индикации, источник питания и мост постоянного тока, в измерительное плечо которого включен термодатчик, в смежное с ним плечо первой ветви моста - последовательно соединенные первый постоянный и первый переменный резисторы, причем выводы последнего подключены к входам опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя, в противоположное измерительному плечо сравнения - второй постоянный резистор, а в смежное с измерительным плечо второй ветви моста - второй переменный резистор, при этом питающая диагональ моста соединена с общим аналоговым входом и выводом напряжеШ я источника питания аналого-цифрового преобразователя, аналоговые входы которого подключены к измерительной диагонали моста.
Существенные отличительные от наиболее близкого аналога признаки предлагаемого устройства - питающая диагональ моста соединена с общим аналоговым выходом и выводом напряжения источника питания аналого-цифрового преобразователя, аналоговые входы аналого-цифрового преобразователя подключены к измерительной диагонали моста, постоянный и переменный резисторы смежного с измерительным плеча первой ветви моста соединены последовательно, а выводы последнего подключены к входам опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя и резистор смежного с измерительным плеча второй ветви моста выполнен переменным.
Для усиления достигаемого технического результата блок цифровой ицдикации выполнен в виде йсидкокристаллического ицдикатора.
схема термометра с шэдкокристаллическим ивдикатсром в качестве блока цифровой индикации.
Термометр содержит аналого-цифровой преобразователь I с блоком 2 цифровой индикации, источник 3 питания и мост постоянного тока, в измерительное плечо которого включен тврмодатчик 4, Последовательно соединенные первый переменный резистор 5 и первый постоянный резистор б составляют смежное с измерительным плечо первой ветви 7 моста Выводы первого переменного резистора 5 подключены к входам опорного напряжения - L/on и +1/оп аналого-цифрового преобразователя I, Второй постоянный резистор 8 включен в противоположное измерительному плечо сравнения. Смежное с измерительным плечо второй ветви 9 моста образовано вторым переменньэи резистором 10,
Выходы источника 3 питания подключены к соответствующим входам питания -f Уп1 и -1/п2 аналого-цифрового преобразователя I и блока 2 цифровой индикации Питающая диагональ моста соединена с обсцим аналоговым выходом 1/вых и выводом напряжения источника питания  аналого-цифрового преобразователя I, Измерительная диагональ моста подключена к аналоговым входам -1/вх и -ь1/вх аналого-цифрового преобразователя I, Елок 2 цифровой индикации подключен к информационному и знакоопределяющему выходам аналого-цифрового преобразователя I.
В качестве аналого-цифрового преобразователя I может быть применен любой аналого-цифровой преобразователь двухтактного интегрирования с автоматической коррекцией нуля и определением полярности входного сигнала, например интегрирз тощие аналого-цифровые преобразователи K5721IB2, реализуемые со светодиодными индикаторами, и К572ПВ5, предназначенные для работы с жидкокристаллическими индикаторами, в частности И11{КЦ5-4/8 или ИЗЖЦ1-4/24А, Термодатчиком 4 является, например, серийно выпускаемый термопреобразователь сопротивления или npQbo o HJ Lu резистор, 11остоян1-ше б и 8 и переменные 5 и 10 резисторы имеют выбранное сопротивление, последние служат для балансировки моста при определенных температурах.
Настройка и работа термометра осуществляется следующим образом После включения источника 3 питания производят регулировку термометра по дв температурным точкам, например, термодатчик 4 помещают в двухфазн ш систему вода-лед и с помощью переменного резистора 10 устанавливают нулевое показание на табло блока 2 цифровой индикации, затем термодатчик 4 погружают в кипящую воду и посредством переменного резистора 5 устанавливают показание 100 С,
Для регущровю термометра можно использовать магазин резисторов шш прецизионные резисторы, включая их вместо термодатчика 4.
Цри помещении термодатчика 4 в среду, температура которой подлежит измерению, его сопротивление изменяется и принимает определенное значение, в результате чего возникает разбаланс моста. Напряжение разбаланса подается на вход аналого-цифрового преобразователя I, который реализует алгоритм двухтактного интегрирования, и результат изшрения, представлящий собой отношение напряжения на сигнальных входах к напряжению на входах опорного наЕфяжения, поступает в блок 2 цифровой индикации
При измерении температуры в широком диапазоне несколько меняется ток через токозадащий постоянный резистор 6, но это не отражается на результатах измерений из-за включения постоянного 6 и переменного 5 резисторов и термс л:а. 4 в одну ветвь моста.
Кроме того, в схеме исключено влияние изменения напряжения источника питания и уменьшения напряжения внутреннего источника аналого-цифрового преобразователя под нагрузкой на точность измерения.
5,
А#Ф, KWJPTW