Цифровой термометр

 

1.ОДФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР.содеркащий ртутный контактный термометр,. выходы которого соединены с входами преобразователя дискретных значений температур в цифровые, преобразователь двсжчного кода в двоично-десятичный, выходы которого соединены с блоком оифровой индикации, отличающийс я тем, что, с целью расширения его области применения, в его состав допопшпгельно введены двоичный накапливакц. ший сумматЬр, блок сравнения кодов, коммутатор, К регистров хранения опорjjHjt значений интегральных температур, (К -количество опорных значений интегральных температур|распределитель импульсов ,элемент задержки,грушш из К элемевтов И,пр|1 этом выходы преобразователя дискретных значений температур в цифровые соединены с информашюнными входами двоичного накапливающего суммвтора,о&нулйюший вход которого соединен с первым управляющим входом цифрового термометра , информационные входы которого соединены параллельно с входами К регистров хранения опорных значений интегральных температур, разрядные выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя импульсов и с первыми входами элементов И грутш, выходы коммутатора соединены соответственно с первой группой разрядных входов блока сравнения кодов, вторая группа разрядных входов которого соединена с входами преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный и с выходами старших разрядов двоичного накапливающего сумматора, младшим кз, которых является ( 8 -f 1 )-й разряд, где t 0(г п N - целое, N - число отсчетов температуры в сутки, выход блока сравнетш кодов соединен с вторыми входами i элементов И группы и через, элемент задержки - с входом тактовых импульсов ел с распределителя импульсов, обнуляющий вход которого соединен с первым управляющим входом цифрового термометра, выходы блока сравнения кодов и элементов И гругаты являются выходами ци4 рового термометра. 2. Термометр по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что. преобразователь Ьд дискретных значений температур в цифСО СО О1 ровые содержит ключи, элементы И и НЕ и двоичный шифратор, причем входы преобразователя соединены с подвижными контактами соответствующих ключей, неподвижные контакты которых, кроме последнего , соеднЁюны с первыми входами соответствующих элементов И, неподвижные контакты ключей, начиная со второго, соединены с входами элементов НЕ, выходы которых соединены с вто1%1ми входами соответствующих элементов И, выходы эпементсж. И соедвнены с входами двовчнотч) щвфратора, выходы которого являются выходами преобразователя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН.Я0„„00 935

3Ш 5 01 К 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOlNf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3286851/18-24 (22) 24.04.81 (46) 23.03.83. Бюл. № 11 (72) А.Т. Белоус и А.И.Мищенко (71) Туркменский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (53} 681.3 (088.8) .(56) 1. Заявка Франции ¹ 2404210, an. G 01 К 7/00, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 796608, кл. С 01 К 7/16, 1979 (прототип); (54) (57) 1. ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР,со держа ций ртутный контактный термометр,. выходы которого соединены с входами преобразователя дискретных значений температур в цифровые, преобразователь двоичного кода в двоично-,десятичный, выходы которого соединены с блоком пифровой индикации, о т л и ч а Io щ и и с я тем, что, с целью расширения его области применения, в его состав дополнительно введены двойчный накапливая . щий сумматЪр, блок сравнения кодов, коммутатор, К регистров хранения опор иых значений интегральных температур, (К-количество опорных значений интегральных температур(распределитель импуль сов,элемент задержки, группа из .К элементов И,при этом выходы преобразователя дискрез ных значений температур в цифро» вые соединены с информационными входами двоичного накапливающего сумматора,обнуляющий вход которого соединен с первым управляющим входсм цифрового термомет ра, информационные входы которого соединены параллельно с входами К регистров хранения опорных значений интегральных температур, разрядные выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя импульсов и с первыми входами элементов И групп, выходы коммутатора соединены соответственно с первой группой разрядных входов блока сравнения кодов, вторая группа разрядных входов которого соединена с входами преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный и с выходами старших разрядов двоичного накапливающего сумматора, младшим из, которых является (0 +1)-й разряд, где

f ВО Й- целое, Й - число отсчетов ъ2 температуры в .сутки, выход блока сравнэния кодов соединен с вторыми входами элементов И группы и через. элемент задержки - с входом тактовых импульсов распределителя импульсов, обнуляющий вход которого соединен с первым управ ляюшим входом цифрового термометра, выходы блока сравнения кодов и элементов И группы являются выходами цифрового термометра.

2. Термометр по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что,преобразователь дискретных значений температур в цифровые содержит ключи, элементы И и НЕ и двоичный шифратор, причем входы преобразователя соединены с подвижными контактами соответствующих ключей, неподвижные контакты которых, кроме последнего, соединены с первыми входами соответствующих элементов И, неподвиж ные контакты ключей, начиная со второго, соединены с входами элементов НЕ, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов И, вы ходы элементов, И соединены с входами двоичного шифратора, выходы которого являются выходами преобразователя.

1 1ÎÎÌ

Изобретение относится к области измерения температуры и может быть исщип зовано в качестве датчика интегральных температур в сельскохозяйственном производстве для определения фаз развития растений и подачи сигналов регулятору на начало полива в момент наступления соответствующих фаэ развития растений.

Известен цифровой термометр, содержащий датчик температуры, соединенный 10 с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, запоминающее уст ройство, блок цифровой индикации fl Q

Данный цифровой термометр имеет узкие функциональные возможности. И

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой термометр, содержащий ртутный контакт ный, термометр, выходы которого соединены с входами преобразователя дискрет- 26 ных значений температур в цифровые, преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный, выходы которого соединены с блоком цифровой индикации (23.

Недостатком известного цифрового И термометра является узость его функци,ональных возможностей, что не позволяет использость его в качестве датчика интегральных температур, например, в системах автоматического регулирования ур поливом

Целью изобретения является расширение области применения цифрового термометра.

Зта цель достигается тем, что в цифЭЗ ровой термометр, содержащий ртутный контактный термометр, выходы которого соединены с входами преобразователя дискрет ных значений температур в цифровые, преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный, выходы которого соединены с блоком цифровой индикации, в его состав дополнительно введены дво ичный, накапливающий сумматор, блок сравнения кодов, каммутатар, К регистров

45 хранения опорных значений интегральных температур (К - количество опорных значений интегральных температур), распределитель импульсов, элемент задержки, группа из К элементов И, при этом выходы преобразователя дискретных энаЮ чений температур в цифровые соединены с информационными входами двоичного накапливающего сумматора, обнуляющий вход которого соединен с первым управляющий входом цифрового термометра, информационные входы которого соединены параллельно с входами К регистров хранения опорных значений интегральных

Й8 2 температур, разрядные выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя импу льсов и с первыми входами элемен» тов И групп„выходы коммутатора соединены соответственно с первой группой разрядных входов блока сравнения кодов, вторая группа разрядных входов которого соединена с входами преобразователя дво ичного кода в двоично-десятичный и с выходами старших разрядов двоичного накапливающего сумматора, младшим из которых является (Р +1)-й разряд, где

3 ос Й- целое, и — число отсчетов температуры в сутки, выход блока сравнения кодов соединен с вторыми входами элементов И группы и через элемент за держки - с входом тактовых импульсов распределителя импульсов, обнуляющий вход которого соединен с первым. управляющим входом цифрового термометра, выходы блока сравнения кодов и элементов

И группы являются выходами цифрового термометра.

Кроме того, преобразователь дискретных значений температур в цифровые содержит ключи, элементы И и HE и двоичный шифратор, причем входы преобрыо

1 вателя соединены с подвижными контактами соответствующих ключей, неподвижныеконтакты которых, кроме последнего, соединены с первыми входаМи соответствующих элементов И, неподвижные котакты ключей, начиная со второго, соединены с входами элементов НЕ, выходы которых соединены с.вторыми входами соответствующих элементов И, выходы элементов И соединены с входами двоичного шифратора, выходы которого являются выходами преобразователя.

На фиг. 1 приведена блок-схема цифра вого термометра; на фиг. 2 - схема преобразователя дискретных значений температур в цифровые.

Цифровой термометр содержит ртутный контактный термометр 1, выходы которо

ro соединены с.входами преобразователя

2 дискретных значений температур в цифровые, преобразователь 3 двоичного кода s двоично-десятичный, выходы которого соединены с блокам 4 цифровой индикации, накапливающий сумматор 5, содержащий комбинационный двоичный су матор 6, регистр 7, регистр 8, и таймер

9, блок 10 сравнения кодов, коммутатор

11, содержащий элементы И 12, ИЛИ 13, К регистров 14 хранения опорных значеЗ МОЕОЗ5 нцй интегральных температур, распредели- непосредственно, а старший через елетель 5 импульсов, элемент 16 эадерис- мент НЕ 20, а выходы каждого элемента ки, группу из К алементов И 17, при И 17 соединены с входами элементов этом выходы преобразователя 2 соедине- -ИЛИ 22,лифратора 21, образукицих раз ны с первыми входами сумматора 6, g рядные выходы преобразователя 2, в вторые входы кото соединены рого динены с вы- разрядах двоичных чисел которых стоят и атом выходы ионтактходами регистра 7, а выходы - с входа- символы 1 и а . ми регистра 8, выходы которого соедине- ного термометра 1 соединены с подвиж: ны с входами регистра 6, а вход Раз- ными контактами ключей 23. решение записи с первым выходом тай.yy мера 9, второй выход которого соединен Перед началом работы,. после подачи с входом разрешения записи регистра 7, напряжения питания на цифровой термообнуляющие входы обоих регистров памя- . метр, сигналом с входа 18 о осуществляявляются о нуляющим входом сумма- ется обнуление регистра 7, регистра 8, а тора 5 и соединены с первым управляю- и а распределитель 15 имцуль сов устацифрового термометра, навливается в исходное состояние. Значеинформационные выходы которого соеди- ния интегральных температур фаз развинены параллельно с входами К регистров тия растений в регистре 14 хранения

14 хранения опорных значений интеграль- установлены предварительно с вы ных темпе т о, с выходов ератур, разрядные выходы ко .преобразователя дискретных значений торых соединены с первыми входами со- температур в цифровые 2 на первые вхоответственных К г х групп по а элементов ды двоичного сумматора 6 буде постуИ12 (n- т разряднос ь значений темпе- пать двоичное число, соответствующее ратур), вторые входы которых в пределах измеряемой температуре ртутным конкаждой группы соединены с соответствев- уй тактным термометром в данный мо ными выходами распределителя 15 им . мент времени. Пусть ето число равно пульсов, соединенными также и с первыми 010100=20 С так как на вторы входами иэ К группы иэ К алементов И 17, двоичного сумматора 6 в ато же время выходы h элементов нтов И 12 каждой из К с выходов регистра 7 поступает число, групп соединены соответственно разрядам, равное нулю 0000000000000000, то с одним Hs входов входов каждого К - входо- на выходе двоичного сумматора 6 будет вого элемента ИЛИ 13 из группы в и присутствовать число0000000000010100. элементов, выходы которых соединены Таймер 9 периодически 2 раз в сутки соответственно с первыми разрядными входами блока 10 сравнения кодов, вто- решение записи," регистра 8, а затем на рые разрядные входы которого соединены тот же вход регист 7 ff ра . оатому число с входами преобразователя 3 двоичного 0000000000010100 вначале будет т „a затем перезапикода в двоичнодесятичный и с соответст- записано в регистр 8 венными выходами старших разрядов ре- сано в регистр 7. Пусть по прошествии (P +1)й г о гистра 7, младшим из которых является времени, равного периоду по разряд, где Иси й- целое, пульсов таймером 9 на выходе преобразо

Я число отсчетов температуры в сут вателя дискретных значений темпе т ки, а выход блока 10 не срав ния кодов в цифровые 2, установится. новое значесоединен с вторыми входами группы из ние температуры 010110 22 С тог а

К элементов И 17 и и через элемент 16 на выходе двоичного сумматора будет задержки - с входом тактовых импульсов число распределителя 15 импульсов, обнуляю 010100 щий вход которого соединен с входом 18, 0000000000010100 причем выходы блока 10 сравнения кодов и группы из К элементов И 17 ся выходами цифрового термометра. означающее десятичное число "42 э

Преоб ва тель торое вначале будет записано в регистр ний темпе т в реобразователь дискретных значе- 8 и затем перезаписано в 7 В ра ур в цифровые 2 содержит течение суток оцерац суммиро регистр элементы И

И 19, НЕ 20 и шифратор 21, будет осуществлена 2 раз, где В - цец суммирования . выполненный на элементах ИЛИ 22 и ключи 23 пр ах и лое число. Пусть -1 4" т е. сумми.ключи, причем неподвижные контакты рование температур осуществляется чек ключей соединены с входами 1 5 ч. Для л рез, ч. Д получения среднесуточной температуры достаточно число, со.5 10МО стоящее из 2 сумм разделить на 2" о т.е. среднесуточная температура Т ср — . Для усреанения даоич1= 0 ного -.исла после 2 сложений достаточно поставить запятую, отсчитав 3 разрядов слева. В цифровом термометре это усреднение достигается тем, что на вторые- входы блока 10 сравнения кодов информация снимается со старших разрядов регистра 7 по 2+1 включительно.

Это число также индицируется блоком 4 индикации. На первые входы блока 10 сравнения кодов по очереди, устанавливаемой сигналами, поступающими с распределителя 15. импульсов, на первом выхо- .

1 де которого присутствует сигнал после обнуления распределителя сигналом, поступающим с входа 18 через коммутатор 11, с выходов регистров 14 хране- 20 ния опорных значений температур поступают числа, соответствующие интегральным температурам, определяющим каждую фазу развития растений. При совпадении числа, подаваемого ° на блок 10 сравнения 23 .с соответствующего регистра 14 хранения И числа, представляющего суммарную среднесуточную температуру, снимаемого со старших по 0+1 разрядов регистра 7, или, если последнее число превысит 30 опорное значение температуры, хранящейся в подключенном к блоку 10 сравнения кодов регистре 14, на.выходе блока 10 сравнения кодов возникает сигнал, который через элемент 16 задержки продви- 35 гает на один шаг распределитель 15 импульсов и одновременно появляется на выходе того в группе из К элементов

И 12,,на первый вход которого подается сигнал с одного из выходов распределителя 15 импульсов. Таким образом, сигнал, равный времени задержки .16 элемента, присутствует на выходе блока;

10 сравнения кодов и на одном из выходов элементов И 12. Эти сигналы, означающие наступление очередной фазы раз35 6 вития растений, используютсм для управления регулятором полива. При атом, 4 по мере необходимости, используются последовательно поступающие сигналы либо с выхода блока 10 сравнения кодов либо с выходов группы из К алементов

И 12. Развитие растений происходит в определенном температурном диапазоне. о

При 1 1 раз увеличение суммы эффективных температур не ускоряет темп развития растений. Такие .температуры называются балластными и учету в сумме температур не подлежат, т.е. при

0 о

М рс 3 рщх учитывается температура о

1, с„. При понижении температуры ниже 1, с г„;„развитие растений также о прекращается. Поэтому температура о

"t <1Р „до не учитывается, а принимается равной нулю. Для обеспечения этих условий учета эффективных температур в преобразователе 2 дискретных значений температур в цифровые предусмотрены нормально замкнутые ключи 23. Пусть температурный диапазон развития данного растения составляет 5-40 С. Тогда все о температуры выше 40 С надо учитывать как 40 С, а температуры ниже 5 С надо о о учитывать как 0 С. Первое условие буо дет выполнено, если ключи 23, соответствующие температурам выше 40 С,будут разомкнуты. Второе условие будет выполнено, если контакты, соответствующие температурам 4 С - 1 С, будут разомкнуты. Для развития других растений может потребоваться иной температурный диапазон, который устанавливается иной комбинацией замкнутых и разомкнутых ключей 23.

Дискретные значения температур преобразуются вначале в унитарный код, а эа

reM в двоичный. Порядок подсоединения выходов алементов И 19 к входам элементов ИЛИ 22 соответствующих разрядов и требуемое число входов элементов ИЛИ 22 приведены в таблице.

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

100 Й9М

Продолжение таблицы

-1 О О

1, 0 1

1 1 О

О О О

О О О

О .0 О

О О О

О О 1

О О. 1

О О 1

О О 1

О 0: 0

О 0 1

О 1 О

О 1

1 О О

О 0

Э ° °

О О

О О

О 1

О 1

40

42

О 1

О 1

1 О

Число входов элементов

ИЛИ 22 по разрядам

14 16 22 22 22 22 растений, например требование на полив

pscreaaN, установленной для данной фазы * его развития носимой воды. Расчеты по4% казывают, что годовой экономический эффект от использования предлагаемого. изобретения при возделывании хлопчатиЬка составляет 50»60 руб. на один гектар мелиорируемъ1х земель.

Технический эффект от применения предлагаемого цифрового термометра состоит в том, что он позволяет без учаотия человека по сумме эффективных температур определить наступление той или иной фазы развития растений, и подает сигнал на проведение мероприятий, требуюиахся для оптимального развития

1:1

1 1

0 О

О. О

О 1

1006935

1006935

ВНИИПИ .Заказ 2124/64 Тираж 871 Подписное

ВВЭ филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4