Устройство для измерения температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИАЕТЕЛЬСТВУ (t i> 870979 (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 03.01.80 (21) 2862555/! 8-10 (51)Ы. Кл. с присоелииеиием заявки Jlt—

G 0I К 7/18

Гвеударстиккыб квинтет

СССР (23) Приоритет—

Опубликоваио 07 ° 10.81. Бюллетень Рй 37, во делам изобретений в втхрыткв (53) ÂÊ 536,53 (088. 8) Дата опубликования описания 10.10.81

С.В. Лукьянец, Н.И. Сорока, О.А. Тихомирова и А.P. Решетилов

1 (72) Авторы изобретения (Минский радиотехнический институт; (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР!1!

Изобретение относится к области тепловых измерений, а именно к устройствам для измерения температуры путем преобразования ее в импульсный параметр.

Известно устройство для измерения температуры с частотным выходом, состоящее из преобразователя сопротивления термометра в напряжение, выполненного на базе стабилизатора тока, в цепь которого включен термометр сопротивления и преобразователь напряжения в частоту (1 ).

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения температуры.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, включенный в одно из плеч мостовой схемы, усилитель разбаланса моста, времяимпульсный преобразователь напряжения, генератор импульсов, счетчик импульсов, счетчик индикации 2).

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, компаратор, вход которого соединен с конденсатором, генератор импульсов, соединенный через термометр сопротивления с входом компаратора, в качестве которого используется триггер, измеритель интервалов времени 13

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры.

Целью изобретения является повы3$ шение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, первый компаратор, вход которого соединен с конденсатором, генератор импульсов, соединенный через термометр сопротивления с входом первого компаратора, первый счетчик импульсов и генератор тактовых им87097

25 пульсов, в!зедены термостаби!!! ный резистор, второй компаратор, второй конденсатор, соединенный с входом компаратора, два триггера, два элемента

ИЛИ, второй счетчик импульсов, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами блока памяти и второго счетчика импульсов, а выход через цифроаналоговый преобразователь и генератор тактовых импульсов соединен с первыми входами элементов ИЛИ, выходы которых соответственно соединены с входами первого и второго счетчика импульсов, а вторые входы подключены соответственно к выходам первого и второго триггеров, первые входы которых соединены с выходами компараторов, а вторые входы соединены с выходом

20 генератора импульсов, соединенного через термостабильный резистор с входом второго компаратора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для измерения температуры содержит термометр сопротивления 1, конденсаторы 2 и 3, термост!!!зильиь!й резистор 4, компараторы

5 и 6, триггеры 7 и 8, логические элементы И 9 и 10, счетчики ll и. 12, 30 блок памяти 13, реверсивный счетчик

l4, цифроаналоговый преобразователь

15., генерато1 такто!зых импульсов

16 и генератор импульсов 17.

Устройство для измерения температу- З5 ры работает следующим образом.

Генератор импульсов 17 генерирует в непрерывном режиме прямоугольные импульсы, длительность которых выбирается большей по сравнению с

40 временем нарастания переходного процесса в измерительной резистивноемкостной цепи, образованной сопротивлением термометра сопротивления и конденсатором 2 при наименьшей из- 45 меряемой температуре.

Интервал, между импульсами выбирается достаточным для полного затухания переходных процессов.

Каждый новый фронт импульса опро- 50 кидывает триггеры 7 и 8 таким образом, что на входы логических схем

9 и 10 поступает разрешение на пропуск тактовых импульсов с выхода генератора тактовых импульсов 16 55 на счетчики 11 и 12.

Одновременно импульс от генератора импульсов 17 поступает через резисто(j 4 ры I и 4 >s;! конлечс;! < ры н s. II;!— чи!!с!е ся нар Ic l ë !(è(! Ii (1р!!жc !!3!J! нс! них, !!ричем время нараст;!ния напряжения на конденсаторе 2 до порога срабатывания компаратора пропорционально измеряемой температуре, а на конденсаторе 3 — относительно неиэменно.

При достижении напряжениями порогов срабатывания компараторы 5 и 6 вырабатывают импульсы, приводящие к обратному опрокидыванию триггеров

7 и 8. На их выходах образуются сигналы, запрещающие поступление импульсов через логические элементы

И 9 и 10 на .входы счетчиков ll и 12.

Число импульсов, записанное в счетчике 12 пропорционально величине термостабильного резистора, а число импульсов, записанное в счетчике ll, пропорционально величине сопротивления термометра сопротивления 1.

Нри !<астройке устройства н целом порог срабатывания компаратора 6 устанавливается таким образом, что число импульсов, записанное в счетчике нм!!у:п,сов 12, окаэыв;!ется равнь)м числу импул),сов, записанных перед настройкой устройства в блок памяти !3.

В с.Ió÷ïå отклонения по какой †ли прич!!не верех

12 записываетr я иное чисто импульсов, большее или меньшее !(о сравнению с хранящимся в блоке памяти 13.

В результате этого в реверсивном счетчике 14 формируется код "больц (! ше или л!е!!ьше, преобразуемый цифроаналоговым преобразователем !5 в аналоговое напряжение, подстраивающее генератор тактовых импульсов 16 до тех пор, пока число импульсов, записанных в счетчике 12, не станет практически равным числу импульсов блока памятия 13 (с учетом пределов технической точности системы подстройки).

Таким образом, в счетчике 12 автоматически поддерживается неизменное число импульсов, которое приводится в соответствие с начальной настройкой устройства.

В аналогич!1ых условиях по отношению к возмущающим факторам (измеВНИИПИ Заказ 8422/12 Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул,Проектная,4

5 8 709 нение напряжения, температуры ) находятся измерительная цепь, состоящая из термометра сопротивления 1, конденсатора 2, компаратора 5, триггера

7, логического элемента 9. Поэтому ошибка измерений за счет этих факторов. в полной мере устраняется, а следовательно, повышается точность измерения °

Пусть, например, изменение порога срабатывания компаратора 6 приведет к увеличению длительности импульса, вырабатываемого триггером 8 для логического элемента 10. Число импульсов в счетчике 12 возрастает, что ловлечет выработку кода в реверсивном счетчике 14 на уменьшение частоты, генерируемой генератором тактовых импульсов 16.

Но такое же изменение порога срабатывания произойдет в компараторе 5, длительность импульса на выходе триггера 7 увеличится. Если бы генератор тактовых импульсов был стабильным, то это повлекло бы ошибку

25 измерений. Однако частота генерации снижена в соответствии с кодом реверсивного счетчика 14, поэтому ошибка измерений автоматически компенсируется °

Наличие новых элементов в устройстве — дополнительной КС -цепи,. второго компаратора, реверсивного счетчика, блока памяти выгодно отличает описываемое устройство от устройства прототипа, так как позволяет повысить точность измерения температуры.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивле7 (-) б ния, первый компаратор, «ход которого соединен с конденсатором, г:нератор

\ импульсов, соединенный через терчометр сопротивления с входом первого компаратора, первый счетчик импульсов и генератор тактовых импульсов, о т" л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены термостабильный резистор, второй компаратор, второй конденсатор, соединенный с входом компаратора, два триггера, два элемента ИЛИ, второй счетчик импульсов, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами блока памяти и второго счетчика импульсов, а выход через цифроаналоговый преобразователь и генератор тактовых импульсов — с первыми входами элементов ИЛИ, выходы которых соответственно соединены с входами первого и . в горого счетчика импульсов, а вторые входы подключены соответственно к выходам первого и второго триггеров, первые входы которых соединеныс выходами компараторов, а вторые входы соединены с выходом генератора импульсов, соединенного через термостабильный резистор с входом второго компаратора.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М - 517810, кл. 8 01 К 7/18, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 662871, кл. G О1 К 7/20, 1979.

3. Патент США М 3672218, кл. 73-362 AR, опублик. 1972 (прототип).