Цифровой измеритель температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K7/16 

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно цифровым измерителям температуры с коррекцией нелинейности термонреоб- разователя.

.Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения длительности счетных импульсов при сохранении времени измерения.

На чертеже приведена блок-схема цифрового измерителя.

Цифровой измеритель температуры содержит преобразователь температуры в напряжение, состоящий, например,, из источника 1 стабильного тока и подключенного к нему термопреобразо- вателл 2 сопротивления, преобразователь 3 напряжения в интервал времени, Ключ 4, счетчик 5, блок 6 индикации, преобразователь 7 код-напряжение, интегратор 8 со сбросом, компаратор 9, формирователь 10 цмпуль- сов постоянной длительности, источник 1 1 опорного напряжения.

и ифровой измеритель температуры работает следующгим образом.

Величина сопротивления Е. термопреобразователя 2 сопротивления под воздействием температуры изменяется по закопу

R,.RQ{l+At+Bt), (1) где RO значение сопротивления термопреобразователя при О С; А и В - постоянные коэффициенты. При протекании тока I о, вырабатьшае- мого источником 1 стаб1шьного тока, через термопрёобразователь, 2 на нем создается падение напряжения

и 1Ц-1о1(2)

поступающее на вход преобразователя 3 нанряжения в интервал времени По импульсу Пуск, поступающему на управляющий вход измерителя, суммирующий счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние, а преобразователь 3 формирует измерительньш импульс длительностью

,.Ro-Io(At-Bt) (3)

где - масштабпьй коэффициент. 1

Компенсация величины Rolo может быть осуществлена вьшитанием с помощью дифференциального усилителя, входящего в состав преобразователя папряжения в интервал времени опорного напряжения I с последующим преобра;зованием получецного напряжения в интервал времени или в

преобразователе температуры в напряжение.

Измерительньй импульс открьтает ключ 4, разрешая прохождение импульсов постоянной длительности с формирователя 10 на счетный вход счетчика 5. Код И, сформированный счетчиком 5 за время измерительного импульса длительностью Т, равен целому числу периодов импульсов , поступивших на его вход. Длитель ность импульса И можно выразить с максимальной погрешностью, не превьппаю- щей д.)1ительность одного периода,

следующим образом

0

0

Nt

L; 1

(4)

Tt.M

. i-- где 1-1 - длительность 1-го периода

счетпых импульсов, ,2,.. ...,Nt.

Текущий код счетчика 5 поступает на вход преобразователя 7 код - напряжение, на выходе которого формируется напряжение

(i-l)+KjUop, (5) где Uo( - напряжение источника 1 1

опорного напряжения; К.,, К ч- масштабные коэффициенты

преобразователя код-нйЬря- лсение,

,2,...,N.t.

Напряжение Uj поступает на первый вход компаратора 9, на второй вход 5 которого подается выходное напряжение интегратора 8, изменяющегося но закону

yvii

40 и оп-Ки) Uon dt

(6)

В момент равенства напряжений Uf,j и Uj, на вьйсоде компаратора 9 формируется перепад напряжения, запускающий формирователь 10 импульсов постоянной длительности. Импульс постоянной длительности 1р с выхода формирователя 10 сбрасывает интегратор в исходное состояние, поддерживая его выходное напряжение равным и постулает на счетный вход счетчика 5 через ключ 4, увеличивая его срдерлшмре на единицу.

Далее описанный процесс повторяется до тех пор, пока присутствует измерительный импульс па первом входе ключа 4.

Период t; последовательности им- пульсов на выходе формирователя 10 определяется по формуле

ч- л- -1

,+ t,,(7)

Вместе с тем, приравн шая правые части (5) и (6), имеем

К,и„(1-1)-иоп-К и„п1-„; -KiUon (8)

отсюда

Г„; -.l-K.d-O-Ki. (9)

С учетом (9) выражение (7) примет вид

t-, (i-l)-Ki (10)

Выражение (4) с учетом (10) запишется в виде Nt

Т1-11 Р ГД - А - )). 01) i :1

Производя суммирование с учетом формулы суммы ряда арифметической прогрессии, получим

.(

К-И KM 2К.И

Vo-f: N (12)

V а к где io fp+ ц- - .

Приравнивая ггравые части (3) и (12), получим

.IN.,, .

K R ljAt-Bt) |3- Н

(13)

Выбирая коэффициенты в равенства (15) такими, о К„К„1„А;

Jk-K R T в

)V , К-п

Составитель В. Куликов Редактор В. Иванова Техред С.Мигунова Корректор Е. Сирохман

Заказ 996/53 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

получим линейную зависимость между кодом и температурой

.(15)

Точность измерения при заданном времени измерения определяется дискретностью изменения периода t (9), которая может быть выбрана достаточно малой.

Формула изобретения

5

Цифровой измеритель температуры, содержащий преобразователь температуры в напряжение, подключенный к входу преобразователя напряжения в интервал времени, выход которого соединен с управляющим входом ключа, блок индшсации, подключенный к выходу счетч1жа импульсов, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повьше- ния точности измерения путем уменьшения длительности счетных импульсов, в него введены компаратор, интегратор, формирователь импульсов постоянной длительности, источник опорного напряжения и преобразователь код - напряжение, вход которого соединен с выходом счетчика, опорный вход соединен с выходом источника опорного напряжения и входом интегратора, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого нен с выходом интегратора, а выход подключен к входу формирователя импульсов постоянной длительности, выход которого соединен с управляющим входом интегратора и через ключ подключен к входу счетчика.

0

5

0

5