Устройство для измерения разности температур

 

Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повысить точность измерения разности температур. Преобразователи температуры в частоту 1, 2 формируют выходной сигнал, частота которого прямо пропорциональна измеряемой температуре. Формирователи импульсов 6, 7 формируют сигналы, длительности которых пропорциональны периодам выходных частот преобразователей 1, 2. Счетчик 4 подочитывает импульсы с выхода функционального генератора 10, частота следования которых пропорциональна 1/T<SP POS="POST">2</SP>, где T - текущее время, в течение интервала времени, выделяемого элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и равного разности длительности периодов сигналов с выхода преобразователей 1,2. Результат счета, пропорциональный разности температур, отображается на цифровом индикаторе 5. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (я)ю G 01 К 7/00, 3/08

ТОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4444550/24-10 (22) 30.05.88 (46) 15.12.90. Бюл. М 46 (71) МГТУ им. Н.Э.Баумана, Всесоюзное специальное научно-производственное объединение "Союзвузприбор"и Ковровский филиал

Владимирского политехнического института (72) С.Н.Грызов, А.П,Науменко, А.И.Одинец, Ю.С.Песоцкий, А.Н.Густомясов и А.Ю.Рыбаков (53) 536.53 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1143997, кл. G 01 К 7/00, G 01 КЗ/08, 1983.

Патент США Рв 4050303, кл. 73/362, опублик. 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР (57) Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повысить точность измерения разности температур. Преобразователи температуры в частоту 1, 2 формируют выходной сигнал, частота которого прямо пропорциональна измеряемой температуре. Формирователи импульсов 6, 7 формируют сигналы, длительности которых пропорциональны периодам выходных частот преобразователей 1, 2. Счетчик 4 подсчитывает импульсы с выхода функционального генератора 10,частота.следования которых пропорциональна 1/т, где

t — текущее время, в течение интервала времени, выделяемого элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и равного разности длительности периодов сигналов с выхода преобразователей 1, 2. Результат счета, пропорциональный разности температур, отображается на цифровом индикаторе 5.

4 ил.

1613879

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к измерителям разности температур, и может быть использовано в системах контроля и управления потоками газа или жидкости.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 — структурная схема функционального генератора; на фиг. 4— структурная схема преобразователя температуры в частоту.

Устройство для измерения разности температур содержит преобразователи 1 и

2 температуры в частоту, элемент 3 ИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетчик 4, цифровой индикатор 5, первый формирователь 6 импульсов, второй формирователь 7 импульсов, формирователь 8 импульсов сброса, элемент И 9 и функциональный генератор 10.

Функциональный генератор 10 (фиг. 3) содержит генератор 11 опорной частоты и включенные в кольцо первый делитель 12 с перестраиваемым. коэффициентом деления (ДПКД), счетчик 13 импульсов и второй

ДПКД 14, причем первый вход второго

ДПКД 14 связан с выходом генератора 11 опорной частоты, второй вход второго

ДПКД 14, вход сброса счетчика 13 и второй вход первого ДПКД 12 соединены между собой и являются входом 15 функционального генератора 10, а его выходом является выход первого ДПКД 12, На выходе 16 функционального генератора 10 формируются импульсы, частота следования которых пропорциональна 1/t, где t — текущее время, 2

Каждый преобразователь 1 и 2 температуры в частоту содержит полупроводниковый (диодный) датчик 17 температуры, генератор 18 тока, источник 19 опорного напряжения, интегратор 20 с ключом 21 сброса, дополнительный ключ 22, делитель

23 напряжения и компаратор 24.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени = 0 (фиг. 2) формирователь 8 импульсов сброса формирует импульс (диаграмма Ug), который осуществляет перевод счетчика 4 в нулевое состояние, а функционального генератора

10 и первого и второго преобразователей температуры в частоту — в состояния, при которых сигналы на их выходах равны нулю.

После окончания сигнала с выхода формирователя 8 импульса сброса функциональный генератор 10 формирует импульсы, частота следования которых пропорциональна 1/t (диаграмма Ut). На выходах первого и второго преобразователей 1 и 2 температуры в частоту формируются импульсы (Uz и U4), частота следования которых пропорциональна температуре среды (+ и Cb, в которую помещены датчики температуры преобразователей 1 и 2.

Первый и второй формирователи 6 и 7 импульсов выделяют один период входных

10 сигналов (Оз и Us), длительности которых Т1

Преобразователь температуры в частоту работает следующим образом.

При пропускании тока от генератора 18 тока через диодный датчик 17 температуры, на нем падает напряжение, значение котои Т обратно пропорциональны температурам О > и О z! :Т = —,Т2

К К

1 2 где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

15 Элемент 3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формирует импульсы (От), длительность которых равна разности периодов сигналов с выходов преобразователей 1 и 2. С помощью элемента И 9 осуществляется заполнение выделен20 ного элементом 3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ сигнала с четными импульсами, поступающими с функционального генератора 10(Ua).

Счетчик 4 осуществляет подсчет числа N импульсов заполнения, при этом

25 тр, и = J — а = к (— — — ) = к к (Ог- О1), к1 1 1

",,г Т2 т где К1 — постоянный коэффициент, зависящий от параметров функционального генератора.

Цифровой индикатор 5 отображает измеренное значение разности температур в соответствующих единицах. Функциональный генератор (ФГ) 10 работает следующим

35 образом. На вход 15 ФГ 10 с выхода формирователя 8 импульсов сброса поступают импульсы (Оэ), каждый из которых осуществляет сброс ФГ10 в исходное состояние и его повторный запуск. В исходном состоянии первый и второй ДПКД 12 и 14 находятся в нулевом состоянии, при котором коэффициент деления каждого ДПКД минимален, а счетчик 13 — в единичном состоянии. Первый импульс с выхода генера45 тора 11 опорной частоты поступает через второй ДПКД 14 и первый ДПКД 12 на счетный вход (вход С) счетчика 13 импульсов, С приходом каждого импульса с выхода первого ДПКД 12 на вход С счетчика 13 импуль50 сов значение кода числа в нем уменьшается на единицу, а коэффициент деления первого и второго ДПКД 12 и 14 увеличивается на

1/64, в результате чего выходной сигнал из-.меняется по закону 1/т .

1613879 рого при возрастании температуры уменьшается по линейному закону. Это напряжение поступает на вход интегратора 20. В момент поступления импульса запуска с вы-. хода формирователя 8 на вход ключа 22, конденсатор интегратора 20 начинает заря- 5 жаться до порога срабатывания компаратора 24, который замыкает ключ 21, в результате чего конденсатор интегратора разряжается. После разряда конденсатора ключ 21 размыкается и заряд конденсатора 10 интегратора повторяется. При этом на выходе преобразователя температуры в частоту формируется сигнал, частота которого прямо пропорциональна измеряемой температуре.. 15

Формула изобретения

Устройство для измерения разности температур, содержащее два преобразователя температуры в частоту, выходы которых соединены с входами первого и второго 20 формирователей импульсов, выходы кото- рых подключены к входам элемента МСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, фор- мирователь импульсов сброса, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго формирователей импульсов и счетчика импульсов, вход которого сОединен с выходом элемента И, а выход подключен к цифровому индикатору, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен функциональный генератор, выход которого соединен-,,с вторым входом элемента И, а управляющий вход соединен с управляющими входами преобразователей температуры в частоту и подключен к выхОду формирователя импульсов;,броса, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульсов.

1613879

Щ2,4

Составитель В,Куликов

Техред М. Моргентал Корректор О.Кравчук

Редактор С.Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3886 Тираж 516 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5