УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Российский патент 2017 года по МПК G01K7/16 

Предлагаемое изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры окружающей среды.

Известен измеритель температуры с частотно-импульсным выходом, содержащий терморезистор и КМОП-мультивибратор (Виглеб Г. Датчики. - М.: Мир, 1989, с. 36, 37).

Недостатком этого измерителя является низкая разрешающая способность измерений из-за нестабильной выходной частоты.

Известно также устройство для измерения температуры с частотно-импульсным выходом (Авт. свид. СССР №1737280, G01K 7/00, 30.05.92, Бюл. №20), наиболее близкое к предлагаемому и принятое за прототип, содержащее ждущий мультивибратор, выполненный с термистором в его управляющей цепи и подключенный выходом к управляющему входу управляемого мультивибратора, и усилитель, соединенный выходом с выходной шиной, акустическую линию задержки, включенную между выходом управляемого мультивибратора и входом усилителя, соединенного выходом с управляющим входом ждущего мультивибратора.

Недостатком этого устройства является также низкая разрешающая способность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности работы устройства путем исключения учета нестабильности работы управляемого мультивибратора и линии задержки, а также исключения из результата начального значения сигнала при нулевой температуре.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее ждущий мультивибратор, выполненный с термистором в его управляющей цепи и подключенный выходом к управляющему входу управляемого мультивибратора, выход которого соединен через последовательно включенные линию задержки и усилитель с управляющим входом ждущего мультивибратора, дополнительно введены логическая схема И, логическая схема ИЛИ, генератор опорной частоты, реверсивный счетчик импульсов и триггер, при этом выход ждущего мультивибратора соединен также через первый вход схемы И со счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого через схему ИЛИ подключены к счетному входу триггера, выходы которого связаны со входами управления режимами работы реверсивного счетчика импульсов, а выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом логической схемы И.

На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения температуры.

Устройство для измерения температуры содержит резистивный датчик температуры 1, включенный в управляющую цепь ждущего мультивибратора 2, выход которого через последовательно соединенные управляемый мультивибратор 3, электроакустическую линию задержки 4 и усилитель 5 подключен к управляющему входу ждущего мультивибратора 2, выход которого также соединен с первым входом логической схемы И 6, второй вход которой связан с выходом генератора опорной частоты 7, при этом выход схемы И 6 соединен со счетным входом реверсивного счетчика импульсов 8, выходы которого через логическую схему ИЛИ 9 связаны со счетным входом триггера 10, соединенного своими выходами со входами управления режимами работы реверсивного счетчика импульсов 8.

Устройство работает следующим образом.

На выходе ждущего мультивибратора 2 формируется импульс, длительность которого зависит от сопротивления термистора 1. Данным импульсом через управляемый мультивибратор 3, электроакустическую линию задержки 4 и усилитель 5 осуществляется следующий запуск ждущего мультивибратора 2. Импульс с выхода ждущего мультивибратора 2 разрешает прохождение импульсов генератора опорной частоты 7 через первую логическую схему И 6 на счетный вход реверсивного счетчика импульсов 8. Перед поступлением импульсов на вход счетчика 8 в него записывается цифровой код длительности импульса мультивибратора 2 при нулевой температуре термистора 1, а также задается вычитающий режим его работы путем обнуления триггера 10. По мере поступления импульсов генератор 7 через открытую схему И 6 состояние счетчика 8 уменьшается. В момент обнуления счетчика на выходе схемы ИЛИ 9 произойдет переход с 1 на 0, переключающий триггер в 1-е состояние, что приводит к изменению режима работы счетчика 8 с вычитающего на суммирующий. В итоге после спада импульса на выходе ждущего мультивибратора 2 в счетчике 8 остается записанное число, пропорциональное приращению длительности импульса относительно длительности при нулевом значении температуры.

Схема установки счетчика 8 и триггера 10 в исходное состояние условно не показана.

Предлагаемое устройство для измерения температуры не зависит от нестабильности работы управляемого мультивибратора, линии задержки и усилителя и при этом позволяет получить отсчет результатов измерений с высокой точностью непосредственно в цифровом виде приращений длительности импульса относительно длительности при нулевом значении температуры. При этом частотный выход устройства, представленный в прототипе, сохраняется.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры окружающей среды. Устройство для измерения температуры содержит резистивный датчик температуры 1, включенный в управляющую цепь ждущего мультивибратора 2, выход которого через последовательно соединенные управляемый мультивибратор 3, электроакустическую линию задержки 4 и усилитель 5 подключен к управляющему входу ждущего мультивибратора 2, выход которого также соединен с первым входом логической схемы И 6, второй вход которой связан с выходом генератора опорной частоты 7. При этом выход схемы И 6 соединен со счетным входом реверсивного счетчика импульсов 8 (СЧ), выходы которого через логическую схему ИЛИ 9 связаны со счетным входом триггера 10, соединенного своими выходами со входами управления режимами работы реверсивного счетчика импульсов 8. Устройство позволяет получать результаты измерений с высокой точностью непосредственно в цифровом виде приращений длительности импульса относительно длительности при нулевом значении температуры. Технический результат - повышение точности работы устройства путем исключения учета нестабильности работы управляемого мультивибратора и линии задержки. 1 ил.

Устройство для измерения температуры, содержащее ждущий мультивибратор, выполненный с термистором в его управляющей цепи и подключенный выходом к управляющему входу управляемого мультивибратора, выход которого соединен через последовательно включенные линию задержки и усилитель с управляющим входом ждущего мультивибратора, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено логической схемой И, логической схемой ИЛИ, генератором опорной частоты, реверсивным счетчиком импульсов и триггером, при этом выход ждущего мультивибратора соединен также через первый вход схемы И со счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого через схему ИЛИ подключены к счетному входу триггера, выходы которого связаны со входами управления режимами работы реверсивного счетчика импульсов, а выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом логической схемы И.