Цифровой термометр

 

Изобретение относится к температурньш измерениям, к устройствам, измеряющим температуру с помощью термопреобразователей с частотным выходным сигналом. Цель изобретения - повьщ1ение надежности устройства. Оно содержит термопреобразователь I, формирователь 2, тактирующее устройство 3, ключ 4, счетчик 5 результата, индикаторный регистр 6, цифровой индикатор 7, коммутирующие элементы 8 и 12, опорный генератор 9, счетчик 10, устройство II сравнения, триггер 13 и 19, одновибраторы 14 и 15, элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18 и сигнализатор 20. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет осуществить контроль коммутируюпщх элементов 8 и 12. I ил. с « (Л СО ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„Я0„„1249 50

{5g 4 С 01 К 7/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3820103/23-10 (22) 05.12.84 (46) 07.08.86. Бюл. Ф 29 (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола и Львовский лесотехнический институт (72) В. Г. Брандорф, В. Л. Котляров и А. И. Холоша (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 830151, кл. С 01 К 7/32, 1979.

Голембо В. А, Котляров В.Л...

Швецкий Б. И. Пьезокварцевые аналогоцифровые преобразователи температуры.

Львов: Изд-во при Львовском государственном университете Издательского объединения "Вища школа", 1977, с. 147, рис. 7. 1. (54) ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР (57) Изобретение относится к температурным измерениям, к устройствам, измеряющим температуру с помощью термопреобразователей с частотным выходным сигналом. Цель изобретения— повышение надежности устройства. Оно содержит термопреобразователь Т, формирователь 2, тактирующее устройство 3, ключ 4, счетчик 5 результата, индикаторный регистр 6, цифровой индикатор 7, коммутирующие элементы 8 и 12, опорный генератор 9, счетчик

10, устройство ll сравнения, триггер 13 и 19, одновибраторы 14 и 15, элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18 и сигнализатор 20. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет осуществить контроль коммутирующих элементов 8 и 12. I ил.

1 1249

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно цифровым термометрам, измеряющим температуру с помощью термопреобразователей с частотным выходным сигналом, например, пьезокварцевь;:< преобразовате лей.

Целью изобретения является повышение надежности термометра путем обеспечения контроля состояния коммутнру- 10 ющих элементов.

На чертеже представлена блок-схема цифрового термометра.

Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1, подключенный через 15 формирователь 2, тактирующее устройство 3 и ключ 4 к входу счетчика 5 результата, индикаторный регистр 6, цифровой индикатор 7, первую группу 8 коммутирующих элементов, опорный ге- 20 нератор 9, счетчик 10 счетного интервала Т,-, устройство 11 сравнения, . вторую группу 12 коммутирующих элементов, триггер 13, первый одновибратор 14, второй одновибратор 15, 25 многовходовый элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18, триггер 19 и сигнализатор 20.

Коммутирующие элементы представляют собой контакты тумблеров или переключателей, подающих напряжение логического нули или логической единицы на информационные входы предустановки счетчика 5 и входа устройства 11 сравнения. Напряжения логи35 ческого нуля и единицы подаются в группы коммутирующих элементов по шинам нуля и единицы. Шина нуля соединена с общим проводом устройства, а шина единицы подключена к выходу

40 инвертора 18, Сигнальное устройство представляет собой световой.илн звуковой сигнализатор (лампочку, светодиод, генератор со звукоизлучателем и

45 т.п.) . Входы элемента ИЛИ 16 (кроме первого) и выходы второй группы ком= мутирующих элементов подключены через резисторы к единичной шине (к источнику питания). На чертеже это соеди50 нение не показано, так как для ряда микросхем, где обрыв входа эквивалентен подаче "1", резисторы не требуются.

Цифровой термометр работает следующим образом, Импульсы опорного генератора. непрерывно подсчитываются счетчиком

350 2

10. Когда состояние этого счетчика станет равным состоянию коммутирующих элементов второй группы 12 устройство ll сравнения установит триггер 13 в единичное состояние.

Включится ключ 4 и импульсы термопреобраэователя 1, сформированные формирователем 2, через тактирующее устройство 3 и ключ 4 поступают на вход счетчика 5 до момента переполнения счетчика 10, При переполнении счетчика 10 триггер 13 устанавливается в нулевое состояние и процесс счета прекращается, так как ключ 4 размыкается. Одновременно запускается одновибратор 15, задним фронтом импульса которого запускается одновибратор 14. Передним фронтом импульса одновибратора 14 производится перенос результата измерения температуры из счетчика 5 в индикаторный регистр 6. Результат индицируется цифровым индикатором 7.

Импульсом одновибратора 14 счетчик устанавливается в состояние, выбранное коммутирующими элементами первой группы .8, чем он подготавлиI вается для следующего цикла измерения.

В связи с тем, что при нулевой температуре частота термопреобразователя 1 не равна нулю, счетчик 5 необходимо устанавливать не в нуль, а в такое число, чтобы после окончания процесса счета при нулевой измеряемой температуре счетчик оказался бы в нуле. А в связи с тем, что термопреобразователи с частотным выходом, в частности пьезокварцевые преобразователи, имеют разброс по нулевой частоте и к тому же со временем нулевая частота термопреобразователя меняет свою величину, число предустановки счетчика 5 также должно быть различным. Необходимость изменять это число обусловило применение ком" мутируюших элементов первой группы 8.

Длительность счетного интервала зависит от крутизны характеристики термопреобразователя и определяется по формуле Т =1/S 58 где S — крутизна характеристики термопреобразователя; ь9 — порОг чувствительности термометра.

В связи с разбросом крутизны характеристики различных термопреобразователей (сернйно выпускаемые пьезокварцевые термопреобразователи

LC-среза имеют разброс 160-200 Гц/ С) время Т„ должно бьп ь различным. Не1249350 обходимость изменять Т, в зависимости от крутизны характеристики термопреобразователя обусловило примене-ние коммутирующих элементов второй группы 12.

Многовходовый элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18, триггер 19 и сигнализатор 20 осуществляют непрерывный автоматический контроль состояния всех коммутирующих элементов первой 10

8 и второй 12 групп. Осуществляется это следующим образом. В момент переполнения счетчика 10 запускается одновибратор 15, формирующий импульс с длительностью, меньшей длительности импульса опорного генератора, и на выходе инвертора 18 в это время возникает нулевой потенциал (в остальное время там единичный сигнал). Если во всех коммутирующих элементах нет отказов (незамкнутых) контактов, то на всех входах элемента ИЛИ 16 будут нули. На первом входе элемента ИЛИ 16 нули будут за счет того, что в момент запуска одновибратора 15 о одной стороны счетчик 10 находится в нулевом состоянии, так как только что произошло его переполнение, с другой сторо ны йа входы устройства ll сравнения с выходов коммутирующих элементов щим входом ключа, первый одновибратор, выход которого подключен к входу переноса регыстра и входу разрешения предварительной установки счетчика результата, о т л и ч а ю—

35 шийся ем, ч о, с целью повыше ния надежности термометра путем обеспечения .контроля состояния коммутирующих элементов, в него введены два инвертора, второй одновибратор, второй триггер, сигнализатор и многовходовый элемент ИЛИ, первый вход которого через первый инвертор соединен с выходом устройства сравнения, а остальные входы подключены к вьмо45 дам первой группы коммутирующих элементов, а выход соединен с D-входом второго триггера, выход которого подключен к сигнализатору, при этом выход старшего разряда счетчика счетного интервала через второй одновибратор соединен с входом первого одновибратора и через второй инвертор подключен к С-входу второго триггера и единичным шинам обеих групп коммутирующих элементов.

ВНИИПИ Заказ 4225/41 Тираж 778

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 второй группы 12 также подаются нули.

На остальных входах элемента 16 нули будут с выходов коммутирующих элементов первой группы 8. Задний фронт импульса одновибратора 15 через инвертор 18 будет устанавливать триггер 19 в нуль ° Сигнализатор 20 сигнализирует при этом, что неисправность в коммутирующих элементах ртсутствует.

При отказе контакта хотя бы в одном из коммутирующих элементов на одном из входов элемента ИЛИ 16 появится единица. Если отказ контакта произошел в группе 12, то на выходе устройства сравнения будет нуль, а на выходе инвертора 17 и первом входе элемента ИЛИ 16 — единица. Если контакт пропал в группе 8, то единица будет на одном из остальных входов. Задний фронт импульса одновибратора 15 через инвертор 18 установит триггер 19 в единицу и сигнализатор 20 подаст сигнал о том, что в одном из коммутирующих элементов пропал контакт.

Формула изобретения

Цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, подключенный через формирователь, тактирующее устройство и ключ к входу счетчика результата, выходы : которого подключены к регистру с цифровым индикатором, а информационные входы предустановки результата соединены с выходами первой группы коммутирующих элементов, нулевая шина которых подключена к общей шине термометра, соединенной с нулевой шиной коммутирующих элементов второй группы, опорный генератор, выход которого подключен к тактирующему устройству и входу счетчика счетного интервала, выход старшего разряда которого соединен с первым входом первого триггера, а выходы подключены к первым входам устройства сравнения, вторые входы которого соедине" ны с выходами второй группы коммутирующих элементов, а выход подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с управляю