Мостовой преобразователь температуры в частоту импульсов Советский патент 1983 года по МПК G01K7/25 G01K7/32 

(54) МОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быт применено для дистанционного измерения температуры.

Известно устройство, содержащее резистивный мост, дифференциальньай усилитель и ин,тегратор

Известно устройство, содержащее интегратор, резистивный мост, в одно из плеч которого включен термийтор, первая диагональ резистивного моста подключена к входам дифференциального усилителя, выход которого подключен через интегратор к первому .входу компаратора, второй вход которого подключен к шине порогового сигнала С.

Недостаток этих устройств - их низкая течность.

Цель изобретения - повышение течности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее интегратор, резистивный мост, в одно из плеч которого включен термистор, перйая диагональ резистивного моста подключена к входам дифференциального усилителя, выход которого подключен через интегратор к первому входу компаратора, первый вход

компаратора подключен л шине .порогового сигнала, введены триггер, элемент И, генератор тактовых импульсов, переключатель и генератор двух тОков, причем общий вывод генератора двух токов соединен с общей шиной и с первым выводом второй диагонали моста, второй вывод которой соединен с первым токовым .выхо10дом генератора двух токов, .второй токовых выход которого соединен через переключатель с первым входом дифференциального усилителя, управляющий вход переключателя соеди15нен с выходом триггера и первым входом элемента и, выхЪд которого соединен с шиной выходного сигнала, а второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов и с первым вхо20дом триггера, второй вход которого соединен с выходом компаратора, второй вход которого через интегратор подключен к выходу Дифференциального усилителя.

25

На чертеже представлена блок-схема мостового преобразователя температуры в частоту импульсов.

Мостовой преобразователь температуры в частоту импульсов содержит

30 резистивный мост 1, в одно на г.леч

которого включен термистор 2, первая диагональ моста 1 включена по BXOflaN дифференциал:него усилителя 3, выход которого через интегратор 4 соединен с первьп/ входом компаратора 5, второй вход которого соединен с шиной 6 порогового сигнала, а соединен с первым входом триггера 7, второй вход которого соединен с выходом генератора 8 тактовых импульсов и с первым входом элемента И 9, второй вход которого соединен с управляющим вxoдo 1 переключателя 10, общий вывод генератора 11 двух токов соединен с общей шиной ч первым выводом второй диагонали моста 1, второй вывод которой соединен с первым токовым выходом генератора 11 двух токов, второй токовых выход которого соединен через переключатель 10 с первым входом усилителя 3.

В состав резистивного моста 1, кроме термистера 2, входят резисторы 12,13и14.

Устройство работает следующим образом. ,

При приращении сопротивления термистора 2 на величину ix R на входах усилителя 3 выделится напряжение

А)-IP 1М - IP 1 14 РЦг -Rg ) /.

0. - +Р +R Л1

-14

где и

-падение напряжения на реU Ч зисторе 14; 1

-падение напряжения на термисторе 2;

In

-номинальный ток генератора 11,

которое через усилитель 3 подается на вход интегратора 4, на выходе которого образуется линейно-изменяющееся напряжение

И

J kAU -dt, О

где tr - постоянная времени интегратора 4;

k - коэффициент усиления усилителя 3.

По истечении интервала времени t выходное напряжение интегратора достигает некоторое пороговое напряжение . В этот момент времени на выходе компаратора 5 появляется разрешающий потенциал и триггер 7 после прихода очередного импульса с генератора 8 переключает переключателем 10 ток - IP с общей шины на первый вход усилителя 3, Под действием токов IP и - IP с выхода генератора 11 между входами усилителя 3 будет напряжение

К1|11 11 1 ц I I I о ( 14 М RO) /5

,,,+ ,,+ R, - 2 которое изменяет направление изменения напряжения на выходе интегратора 4. С приходом следующего импульса

с генератора 8, время nocTvtUEeHHe ко торого не зависит от напряжения на выходе интегратора 4, триггер 7 переключается в исходное положение и переключатель 10 переключает ток - 1 на общую шину. Далее процессы повторяются .

Установившийся режим работы преоб разователя характеризуется уравнения ми

. -ti

41 k(AU)dt и,

IT о

,-to

- J k(AU -uU)dt 0,

ц

пор

где t

о - .период тактовых импульсов генератора 8.

С учетом f Л„., ;

Кт К„+йКу получим функцию преобразоi- . ОЛ

вания

А R

6 о

Из последнего выражения видно, что функция преобразования предлагаемого устройства линейна и не зависит от стабильности постоянной времени интегратора и от стабильности тока, питающего мостовую схему. Нестабильность порога срабатывания сравнивающего устройства также не влияет на результат преобразования.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает повышенными точностями характеристики.

Формула изобретения

Мостовой преобразовдтель т емпературы ,в частоту импульсов, содержащий интегратор, резистивный мост, в одно из плеч которого включен термистору первая диагональ резистивного моста подключена к входам дифференциального усилителя, выход которого подключен через интегратор к первому входу компаратора, первый вход компаратора подключен к шине порогового, сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены триггер элемент И, генератор тактовых импульсов, переключатель и генератор двух токов, причем общий вывод генератор двух токов соединен с общей шиной и с первым выводом второй диагонали моста, второй вывод которой соединен с первым токовым выходом генератора двух токов, второй токовый виход которого соединен через переключатель с первым входом дифференциального усилителя, управляющий вхо переключателя соединен с выходом триггера и первым входом элемента И, выход которого соединен с шиной выходного сигнала, а второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов и с первым входом триггера, второй, вход которого соединен с выходом компаратора, второй вход которого через интегратор подключен к выходу дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

399062, кл. Н 03 К 13/20. 10.08.73.