Цифровой термометр Советский патент 1986 года по МПК G01K7/32 

20

25

Изобретение относится к области емпературных измерений, а именно к ифровым термометрам, работающим в комплекте с термопреобразователями, меющими частотный выход, и может j найти применение при измерении темпеатуры различных объектов, например, геологии.

Целью изобретения является повыение точности измерения при исполь- to зовании термопреобразователей с разичными термочастотными характерисиками и упрощение управляющей схемы Термометра.

15

На чертеже представлена блок-сХеа цифрового термометра.

Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1 с частотным выходом, например генератор с термочувствительным пьезорезонатором в частотно-задающей цепи, подклк}ченный с помощью линии 2 связи к первому входу первой схемы И 3, генератор 4 тактовых им- пульсов, например симметричный мультивибратор с кварцевой стабилизацией, делитель 5 частоты, формирователь 6 временных интервалов, формирующий на выходе последовательность импульсов с длительностью 1 с, действующих через определенный регулируемый интервал времени,, достаточный для обработки информации, записанной во входной регистр 7, состоящий из нескольких счетчиков, мультиплексор 8, предназначенный для последовательного .35 считывания данных с выходов каждого счетчика регистра 7 в дешифратор 9, обеспечивающий преобразование сигналов счетчиков регистра в десятичный код, блок 10 вычисления, триггер 11, вторую схему И 12, счетчик 13 и схему 14 сброса.

В качестве блока вычисления может быть использован любой вычислитель- ный блок, осуществляющий простые арифметические расчеты, например микро-ЭВМ или блок вычисления на основе микропроцессорного комплекта. В частном случае блок вычисления состоит 50 из блока 15 ключей, блока 16 реле, программируемого микрокалькулятора 17, дешифратора 18 и блока 19 сигнализации. Такая конструкция блока вычисления позволяет упростить про- 55 цесс градуировки термометра при замене термопреобразователя и поверке термометра.

30

40

0

5

5

0 5

0

0

Цифровой термометр работает следующим образом.

Црямоугольные импульсы, вырабатываемые генератором 4 тактовых импульсов, поступают на вход делителя 5, на первом выходе которого формируются секундные импульсы, поступающие на вход регулируемого формирователя временных интервалов. Последний вьща- ет секундный импульс через заданное время от начала счета, который поступает на первый вход первой схемы И 3 и на счетный вход триггера 11. На второй вход первой схемы И 3 постоянно подается по линии 2. связи частотная информация от термопреоб- разователя 1. В момент появления на первом входе схемы И 3 уровня логической единицы в течение одной секунды разрешается прохождение частотного сигнала от термопреобразователя на входной регистр 7, состоящий из последовательно включенных десятичных счетчиков. По заднему фронту секундного импульса первая схема И 3 прекращает поступление информации на входной регистр 7, а триггер 11 перебрасывается в единичное состоя- ,,ние, уровень логической единиць) с него подается на первЖ вход второй схемы и 12, на второй вход которой постоянно поступает сигнал с второго выхода делителя 5. Этот сигнал через вторую схему И 12 подается на вход счетчика 13 считывания, сигналы с выходов которого поступают на управляющие входы мультиплексора 8 и на входы схемы 14 сброса. С помощью мультиплексора 8 производится последовательное подключение выходов каждого счетчика входного регистра 7 к дешифратору 9, на выходе последнего формируется десятичный код, по которому с помощью блоков 15 и 16 ключей и реле происходит замыкание соответствующих клавиш микрокалькулятора 17. При этом на индикаторе микрокалькулятора 17 высвечивается число, соответствующее частоте термопреобразователя. По последнему импульсу считывания, поступающему на счетчик 13, схема 14 сброса формирует импульсы, устанавливаюпдае все счетчики делителя 5 и регистра 7, счетчик 13 и триггер 11 в нулевые состояния, а также импульс, включающий через блок 15 ключей и блок 16 реле клавишу Пуск микрокалькулятора 17. Последний начинает обработку

поступившей информации по заранее введенной в него программе.

В термометре могут быть использованы термопреобразователи с любой термочастотной характеристикой. В простейшем случае при линейной зависимости выходной частоты F термопреобразователя от температуры Т F В + AT температура рассчитывается по формуле

Т (F - В)/ А,

где А и В - постоянные коэффициенты, рассчитанные в процессе градуировки термопреобразователя, которые предварительно вводятся в память микрокалькулятора ,

При изменении вида характеристики термопреобразователя соответственно изменяется и расчетная формула, а также программа расчета, которая построена таким образом, что каждый результат расчета сравнивается с предыдущим,

При совпадении заранее заданного количества результатов расчета температуры термопреобразоватёля на соответствующих разрядах индикатора микрокалькулятора 17, исполь-зуемых первоначально для индикации частоты сигнала термопреобразователя 1, высвечивается значение температуры окружающей термопреобразователь среды в градусах, а на двух последних разрядах индикатора микрокалькулятора высвечиваются нули. Это задается подпрограммой контроля времени выс- тойки термопреобразователя, сравнивающей .результаты расчета температуры и определяющей момент равенства температуры термопреобразователя температуре окружающей среды. Сигналы с . входов этих двух разрядов светодиодной матрицы индикатора микрокалькулятора 17 подаются на входы дешифратора 18, который управляет блоком 19 сигнализации, подающим световые сигналы в момент равенства температур среды и термопреобразователя.

223058

Формула изобретения

1. Цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, подключенный посредством лис НИИ связи к первому входу первой схемы И, второй вход которой соединен с выходом формирователя измерительного интервала, а выход подключен к входному регистру, состоящему из де10 сятичных счетчиков, выходы которого через мультиплексор подключены к входу дешифратора, делитель, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а первый выход

)5 подключен к входу формирователя из- ме ительного интервала, отличающийся тем, что, с целью повьщ1е- ния точности измерения при использовании термопреобразователей с раз2Q личными термочастотными характеристиками и упрощения управляющей схемы термометра, в него введены вторая схема И, счетчик, схема сброса, блок вычисления с индикатором и триггер,

25 входы которого соединены соответственно с выходом формирователя измерительных интервалов и первым выходом схемы сброса, а выход подключен к первому входу второй схемы И, второй

-Q вход которой соединен с вторым выходом делителя частоты, а выход подключен к входу счетчика, выходы .которого соединены с управляющими входами мультиплексора и входом схемы сброса, второй выход которой соединен с установочными входами входного регистра и делителя, а третий выход подключен к управляющему входу блока вычисления, вход которого соединен с выходом дешифратора.

2. Термометр по п.1, отличающийся тем, что блок вычисления включает в себя блок ключей, управляющие входы которых соединены с входом блока вычисления, а выходы подключены к обмоткам реле, контакты которых включены параллельно контактным группам клавиатуры программируемого микрокалькулятора, выходы индикатора которого через дешифратор под35

40

45

50

ключены к блоку сигнализации.

Изобретение относится к области температурных измерений, к цифровым термометрам, работающим в комплекте с термопреобразователями, имеющими частотный вьпсод, и может найти применение при измерении температуры различных объектов, например, в геологии.. Цель изобретения - повышение точности измерения при использовании. термопреобразователей с различными термочастотными характеристиками, а также упрощение управляющей схемы термометра. Устройство содержит термопреобразователь 1 с частотным выходом, линию 2 связи, схему И 3, генератор 4 тактовых импульсов, делитель 5 частоты, формирователь 6 временных интервалов, регистр 7, мультиплексор 8, дешифратор 9, обеспечивакодсй преобразование сигналов счетчиков регистра в десятичный код. В устройство вновь введены блок 10 вычисле- ния, триггер 11, схема И 12, счетчик 13 и схема 14 сброса. Блок вычисления состоит из блока 15 ключей, блока 16 реле, программируемого микрокалькулятора 17, дешифратора 18 и блока 19 сигнализации. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет достичь цель изобретения. 1 3.П.ф-ЛЫ, 1 ил.