Цифровой измеритель температуры
СОЮЗ СОНЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (;д:1. G 01 К 7/16
KFLA%3 1(A H
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHQMV СБИДЕП=ПЬСТВУ
ГОСУДАРСТНЕ1-1НЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП 1Й
1 (21 } 37 1524! /24-10 (22} 13.0?,84 (46) 07.03.86. Ron. 1 - 9 (72) В.Г Рыбаков и В.A. Крайнев (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1г* 559131, кл, G 01 К 7/.16, 1975.
Мазурик Б,И., Кошелев В.А. Способ цифровой линеаризашш характеристик, платиновых термометров сопротивления./Измерительная техника 1979, Н ll с. 61, рис.. 1. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМП1.РАТУРЫ (57) Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к цифровым измерителям температуры с коррекцией нелгпгейности термопреобразователя и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения дли.тельности счетных импульсов прн со хранении времени измерения. Цифровой
Измеритель температуры содержит преобразователь температуры в напряжение, состоящий из источника 1 стабильного тока и подклгочепного к нему термопреобразователя 2 сопротивления, преобразователь 3 напряжения в интервал времени, клоч {К) 4, счетчик 5, блок 6 иггдикации, преобразователь 7 код-нанряжегггге, интегратор 8 со сброссм, комп аратор (KII) 9, формиров атель 0 гягггульсов постоянной длительностгг> источги|к 11 .опорного напряжения. 11апряжегше гг j поступает на перви": вход К11 9. па второй вход — напряжение идгтегратора S (0г,), Когда напряжеги е источника l l опорного напрЮ ;еггггя равно напряжеггиго U„, на вы- ходе КП 9 формируется перепад напряжения, запускагощнй формирователь 10 иггггульсов постоянной длительности, импульс с. вьгхода которого сбрасывает интегратор в исходное состояние и поступает на счетчик 5 через К 4. Далее описанный процесс повторяется до тех пор, пока присутствует измери- 1 те.ггьггогй импульс на первом входе К 4.
1 шг.
1216672
Изобретение относится к области температурных измерений, а именно цифровым измерителям температуры с коррекцией нелинейности термопреобраэователя. .Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения длительности счетных импульсов при сохранении времени измерения.
На чертеже приведена блок-схема цифрового измерителя.
Цифровой измеритель температуры содержит преобразователь температуры в напряжение, состоящий, например,. из источника 1 стабильного тока и подключенного к нему термопреобраэователя 2 сопротивления, преобразователь 3 напряжения в интервал времени, ключ 4; счетчик 5, блок 6 индикации, преобразователь 7 код-напряжение, интегратор 8 со сбросом, компаратор 9, формирователь 10 импульсов постоянной длительности, источник 11 опорного напряжения.
Цифровой измеритель температуры работает следующим образом.
Величина сопротивления Б термопреобразователя 2 сопротивления под воздействием температуры изменяется по закону
В L=R „(1+At+Bt ), (1) где Бо — значение сопротивления термопреобраэователя при 0 С;
Л и  — постоянные коэффициенты.
11ри протекании тока I О, вырабатываемого источш ком 1 стабильного тока, через термопреобразователь 2 на нем создается падение напряжения
Н То (2) поступающее на вход преобразователя 3 напряжения в интервал времени.
По импульсу "Пуск", поступающему на управляющий вход измерителя, сумми" рующий счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние, а преобразователь 3 формирует измерительный импульс длительностью
Т =K» R ° I,(At,-Bt ) (3) где К, — масштабный коэффициент.
Коы епсация. величины RoIo может быть осуществлена вычитанием с помощью дифференциального усилителя, входящего в состав преобразователя напряжения в интервал времени опор" ного напряжения (1 =Б I с последую"
1 щнм преобразованием . получецного напряжения в интервал времени или в преобразователе температуры в напряжение.
Измерительный импульс открывает ключ 4, разрешая прохождение импуль5 сов постоянной длительности с формирователя 10 на счетный вход счетчика 5 ° 1(од Nt сформированный счетчиком 5 эа время измерительного импульса длительностью Т равен це-. лому числу периодов ймпульсов, поступивших на его вход. Длительность импульса Т< можно выразить с максимальной погрешностью, не превышающей длительность одного периода, следующим образом л -и1
4О 1(, =Пon-1(и о (6) В момент равенства напряжений U ni и U> на вь1ходе компаратора 9 формируется перепад напряжения, эапускаю45 щий формирователь 10 импульсов поСтоянпой длительности. Импульс постоянной длительности ср с выхода формирователя 10 сбрасывает интегратор в исходное состояние, поддержи5(1 вая его выходное напряжение равным
Uz, и поступает на счетный вход счетчика 5 через ключ 4, увеличивая его содержимое на единицу.
55 Далее описанный процесс повторяется до тех пор, пока присутствует измерительный импульс на первом входе ключа 4 °
Ny
Tt= >,; (4)
1=1 где - — длительность i-ro периода
20 счетных импульсов, i=1,2,...
° ° °, 1 1
Текущий код счетчика 5 поступает на вход преобразователя ? код — напря25 жение на выходе которого формируетЭ ся напряжение
Uni 1(1(1оп (i I )+K Uon где У„, — напряжение источника 11 опорного напряжения;
K,„ K — масштабные коэффициенты преобразователя код-напряжение, 1,2 Nt
Напряжение U; поступает на первый вход компаратора 9, на второй вход которого подается выходное напряжение интегратора 8, изменяющегося по закону
1216672 (14) Составитель В. Куликов
Редактор В. Иванова Техред С.Мигунова Корректор Е. Сирохман
Заказ 996/53 Тираж 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Период последовательности имЬ; t пульсов на выходе формирователя 10 определяется по формуле ьР и)
Вместе с тем, приравнивая правые части (5) и (6), имеем
K„V „(i-i ) П „-K„u«7„<
-Ка0оп (8) отсюда к„; = —. С 1-K „(i-1 ) -K а) (9 ) р. 1
С учетом (9) выражение (7) примет вид, -,+ С -K„(1- )-,) (i0)
Выражение (4) с учетом (10) запишется в виде
Производя суммирование с учетом формулы суммы ряда арифметической прогрессии, получим л 1 Кг. К т =и (.,+ — - —— m )=
Ки Ки 2Ки
=11 ь — — — 1)1, (1 2 ) л К т
2Ки1 где l, =7р+ — — --.
Ки Ки
Приравнивая правые части (3) и (12), . получим К„НоХо(АС-В1 )=1)1 о- 1)11 (13)
М Выбирая коэффициенты.в правой части равенства (15) такими, чтобы
i0 =K„R, I„A;
КмНо оВк
2К„ получим линейную зависимость между кодом и температурой
t=N . (i5)
Точность измерения при заданном временй измерения определяется дискл ретностью изменения периода а; (9), которая может быть выбрана достаточно малой.
10 Формула изо бре тения
Цифровой измеритель температуры, содержащий преобразователь температуры в напряжение, подключенный к входу преобразователя напряжения в интервал времени, выход которого соединен с управляющим входом ключа, блок индикации, подключенный к выходу счетчика импульсов, о т л и ч а ю20 шийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения длительности счетных импульсов, в него введены компаратор, интегратор, формирователь импульсов постоян25 ной длительности, источник опорного напряжения и преобразователь код— напряжение, вход которого соединен с выходом счетчика, опорный вход соединен с выходом источника опорного на»
30 пряжения и входом интегратора, а выход подключен к первому входу компа" ратора, второй вход которого СЪединен с выходом интегратора, а выход подключен к входу формирователя им3 пульсОв пОстОяннОЙ длительнОсти вы ход которого соединен с управляющим входом интегратора и через ключ подключен к входу счетчика.
