Настоящая работа посвящена созданию цифрового термометра, Данное устройство является аппаратной частью измерительно-вычислительного комплекса, предназначенного для измерений температуры в биологических тканях, нагреваемых интенсивным лазерным излучением. Термометр представляет собой четырехканальное устройство сопряжения аналоговых термодатчиков с компьютером через интерфейс USB.
Структурная схема термометра представлена на рисунке. Сигнал, формируемый термопарными датчиками, на первом этапе поступает в фильтр низких частот (ФНЧ), где происходит вырезание высокочастотной области сигнала, что положительно сказывается на качестве сигнала за счет уменьшения высокочастотных наводок. На следующем этапе происходит усиление сигнала. В качестве усилителя сигнала термопары используется микросхема AD597. Данная микросхема содержит модуль компенсации холодного спая. Далее сигнал поступает в модуль DLP2232PB, где происходит цифровая обработка аналогового сигнала и отправка оцифрованного сигнала на компьютер по шине USB. Для формирования цифруемого диапазона АЦП используется источник опорного напряжения LM285-1.2. Процесс аналого-цифрового преобразования сигнала и отправка на компьютер данных кошролируется микроконтроллером PIC16F877A.
Для обработки и визуализации данных, полученных от цифрового термометра, был разработан программный комплекс, позволяющий графически отображать данные на экране, задавать число измерительных каналов, производить калибровку датчиков.
Термометр имеет следующие технические характеристики: максимальная частота снятия показаний — 25 кГц в одноканальном режиме; погрешность измерений составляет 0,2 °С при частоте 3 кГц. Такая погрешность вполне допустима для термометрического контроля лазерных хирургических операций, методов лазерной термотерапии и биостимуляции.