Устройство для измерения температуры Советский патент 1985 года по МПК G01K7/22 

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температу ры с коррекцией нелинейности термопреобразователя, и может быть испол зовано при точных измерениях температуры с представлением результатов в цифровой форме. Известно устройство для измерения температзфы, содержащее соединенные последовательно термопреобразовател.ь, преобразователь сигнала термопреобразователя во временной интервал и ключ, к входу которого подключен генератор счетных импульсой, а к выходу подключены вход двоичного счетчика, выходы которого соединены с адресным входом постоян ного запоминающего устройства, а также тактовый вход двоично-десятич ного счетчика, информационные входы которого соединены с выходом постоянного запоминающего устройства, а выходы - с блоком цифровой индикации j . Недостатком данного устройства является низкая точность измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения темпе ратуры, содержащее термопреобразова тель, подключенный к входу преобразователя сигнала т.ермопреобразоват ля во временной интервал, выход ко торого соединен с управляющим входом ключа, генератор счетных импул сов, выход которого через ключ под ключен к тактовому входу программи руемого двоичного счетчика, вход записи которого соединен с выходом формирователя импульса записи, информационные входы соединены с выходами постоянного запоминающего устройства, а выход подключен к входу формирователя импульса записи и. входу двоичного счетчика,выхо ды которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, двоично-десятичный счетчик, выходы которого соединены t входами блока индикации 2. В этом устройстве коррекция результата измерения осуществляется путем добавления корректирующих чисел к результату измерения. При этом высокая точность измерения мо жет -быть достигнута только в том случае, если число точек коррекции будет достаточно большим, что не всегда возможно, так как увеличение точек коррекции ведет к увеличению объема памяти постоянного запоминающего устройства, усложнению устройства и снижению его надежности. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры путел аппроксимации xapaктepиcт ки термопреобразователя нелинейными функциями. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, подключенный к входу преобразователя сигнала термопреобразователя во временной интервал, выход которого соединен с управляющим входом ключа, генератор счетных импульсов, выход которого через ключ подключен к тактовому входу программируемого двоичного счетчика, вход записи которого соединен с выходом формирователя импульса записи, информационные входы соединены с выходами постоянного запоминающего устройства, а выход подключен к входу формирователя импульса записи и входу двоичного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, двоично-десятичный счетчик, выходы которого соединены с входами блока индикации, введены второй программируемый двоичный -счетчик,два управляемых делителя частоты и регистр, входы которого соединены с выходами постоянного запоминающего - . устройства, а выходы - с управляющими входами первого управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом ключа и через второй управляемьй делитель частоты с тактовым входом двоично-десятичного счетчика, а выход подключен к тактовому входу второго программи- . руемого двоичного счетчика, информационные входы которого соединены с выходами постоянного запоминающего устройства, а выходы подключены к управляюшим входам второго управляемого делителя частоты, при этом входы записи регистра и второго программируемого двоичного счетчика подключены к выходу Конец измерения преобразователя сигналов термо-3преобразователя во временной интервал . На чертеже представлена блок-схе ма устройства для измерения темпера туры. Устройство содержит термопреобра зователь 1, преобразователь 2 сигна ла термопреобразователя во временной интервал, ключ 3, генератор 4 счетных импульсов, первый програ ш двоичный счетчик 5, двоичный счетчик 6, первый управляемьй делитель 7 частоты, второй программируемый двоичный счетчик 8, второй управляемый делитель 9 частоты, двоично-десятичный счетчик 10, блок 11 цифровой индикации, постоян ное запоминающее устройство (ПЗУ) 12, регистр 13 и формирователь 14 импульса записи. Устройс во работает следуюпщм образом. Весь диапазон измеряемых температур разбивается на поддиапазоны, длина которых выбирается исходя из возможности аппроксимации с задан- ной степенью точности характеристики термопреобразователя f(t) зависи мостями вида (t) a;t + b;tS где а и b; - постоянные коэфициент i 1,2,...,п (п - номер поддиапазона). В устройстве 12 под каждым адресом хранится три числа: первое, задающее длину участка аппроксимации, подается на информационный вхо счетчика 5. Второе число, определяю щее коэффициент передачи к управ ляемого делителя 7, заносится в регистр 13, который необходим для того, чтобы во время цикла измерения коэффициент передачи делителя 7 оставался постоянным. Это обусловлено тем, что в устройстве применен алгоритм одноразовой коррекции (кор ректирующее воздействие определяется по результату предьщущего цикла измерения и остается неизменным на протяжении текущего цикла измерения) . Третье число К , определяющее начальную установку счетчика 8, подается на информационный вход счетчика 8. Выходной сигнал термопреобразова теля преобразуется в интервал време ни, управляющий работой ключа для . 304 прохождения импульсов с генератора 4 на входы счетчика 5 и делителей 7 и 9 частоты. В начале цикла измерения общим импульсом сброса (цепи сброса на чертеже не показаны) счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние. После прихода на его тактовый вход числа импульсов, равного объему счетчика, на его выходе появляется импульс (импульс переполнения) , который через формирователь 14 воздействует на вход записи счетчика 5 и поступает на вход счетчика 6. Импульсы с выхода счетчика 5 подсчитываются счетчиком 6 и результат подается на адресные входы постоянного запоминающего устройства 12. Вследствие этого в счетчик 5 записывается число, посту- пающее с выходов ПЗУ 12. Это число определяет длину следукщего шага изменения адреса ПЗУ, так как следующий импульс на выходе счетчика 5 появится после прихода на его вход количества импульсов, равного дополнению к числу, переписанному с выходов ПЗУ. Включение элементов по такой схеме позволяет программно управлять шагом изменения адреса постоянного запоминающего устройства 12. Смена начального числа в счетчике 5 происходит при каждом измененци адреса ПЗУ (т.е. номера участка аппроксимации) за исключением тех случаев, когда два смежных участка имеют равную длину. Одновременно с изменением начального числа в счетчике 5 происходит изменение чисел, поступающих на входы регистра 13 и счетчика 8. Однако запись этих чисел в региртр 13 и счетчик 8 осуществляется только в конце работы преобразователя 2 по сигналу Конец измерения, поступающему на их входы записи. Если обозначить число импульсов а выходе ключа 3 через х, то при овторном запуске на выходе делитея 7 получаем число К, х, где , - коэффициент передачи делиеля 7, соответствующий К - поддипазону, в пределах которого нахоится измеряемая температура. Эти мпульсы подсчитываются счетчиком , причем счет начинается не с нуля, с числа К которое присутствует а его информационных входах. Таким

образом, чнсло прясутствукмцее на выходах счетчика 8, а также на управляющих входах делителя 9, можнс, выразить как (Kf,. х ). при поступлении X импульсов на вход делителя 9 с выхода ключа 3 на его выходе получаем число импульсов:

Д«

j

N 4

с с с J где С - постоянная делителя 9.

Это количество импульсов подсчитывается счетчиком 10 и индицируется блоком индикации. При выпопн 1)ии условий а К /с, Ьх К , /С результат измерения

пропорционален измеряемой тe mepaтуре.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в отличие от прототипа аппроксимировать функцию преобразования термопреобразователя нeлинeйны ш зависимостями, что значительно увеличивает точность аппроксимации, а следовательно, и точность измерения. Кроме того, обеспечивается возможность аппроксимирования термопреобразователей с более выраженной нелинейностью, т.е. увёлй;чивается число термопреобразователей, которые могут быть использованы в устройстве.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее тсрмопреобразователь, подключенный к входу преобразователя сигнала термопреобразователя во временной интервал, вькод которого соединен с упрапляющим входом ключа, генератор счетных . импульсов, выход которого через ключ подключен к тактовому входу nporpaMhoipyeMoro двоичного счетчика, ,вход записи которого соединен с выходом формирователя импульса записи, информационные входы соединены с выходами постоянного запоминакицего устг ройства, а выход подключен к входу формирователя импульса записи и входу двоичного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, двоично-десятичный счетчик, выходы которого соединены с входами блока индика1даи, о т л и- . чающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введены второй программируемь двоичный счётчик, два управляемых делителя частоты и регистр, входы которого соединены с выходами.постоянного запоминающего устройства, а выходы с управляющими входами первого управляемого делитепя частоты, вход которого соединен с выходом ключа и через второй управляемый делитель часто(Л ты - с тактовым входом двоично-десятичного счетчика, а выход подключен с к тактовому йходу второго программируемого двоичного счетчика, информационные входы которого соединены с о выходами постоянного запоминакицего устройства, а выходы подключены к управляющим входам второго управляеО5 мого делителя частоты, при этом входы записи регистра и второго 00 со программируемого двоичного счетчика подключены к выходу Конец измерения преобразователя сигналов термопреобразователя во временной интервал.