Устройство для измерения температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K7/00 

1

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствай для измерения температуры с коррекцией нелинейности термо- преобразователя.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения путем увеличения области линеаризации термочастотной характеристики термопреобразователя. На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - термочастотная характеристика термопреобразователя.

Устройство для измерения темпера- Туры содержит преобразователь I темж пературы в частоту, например Генератор, в частотно-задающую цепь «которого включен термопреобразователь сопротивления или термочувствительный пьезорезонатор, первый 2, второй 3 и третий 4 ключи, счетчик 5 результата измерения, блок 6 индикации, счетчик 7 начальной частоты, генератор 8 опорной частоты, счетчик 9 базы времени, регистр 10, блок 11 памяти, первый 12 и второй 13 компараторы, схему ИЛИ 14.

Устройство работает следую4шм образом.

Весь диапазон измерения разбит на поддиапазоны, каждый из которых может быть аппроксимирован линейным отрезком, например, АВ, ВС и т.д. (фиг.2).

На каждом i-м диапазоне (,2,... зависимость выходной частоты преобразователя 1 от температуры выражается формулой

1229595

Из .выражения (4) видно, что дня получения однозначного соответствия между результатом счетчика 7 и температурой надо выбрать N

чтобы

10

15

20

25

30

35

ч1

таким.

NK; f.

b; 1,

и вычесть из результата (если а- 0) или прибавить к результату (если 0) величину

а.

N .

01

а

Jii f

определяется кодом, выдаваемым блоком памяти на вторые входы компаратора 12. Сигнал на дополнительном выходе блока 11 памяти указывает, что а j : О (например, для участка ВС„ фиг.2), а отсутствие его - на то,, что а, О (например, для учас ка АВ, фиг..2).

Таким образом, величиной N можно изменять наклон линейного участка , а величиной Н„. и логическим сигналом на дополнительном выходе блока 11 памяти - его начальный сдвиг. При включении устройства, после установки счетчиков 5, 7 и 9 и регис ра 50 в нулевое состояние (цепи установки счетчиков и регистра в нулевое состояние не показаны), открываю ся ключи 2 и 4 и закрывается ключ 3 При этом счетчик 9 базы времени начи нает подсчет импульсов от генератора 8 опорной частоты, а счетчик 7 на чальной частоты - подсчет импульсов от преобразователя 1. После подсчета счетчиком 9 определенного количества импульсов п () на его промежу точном выходе появляется сигнал, по которому в регистр 10 записывается промежуточный код q с выхода счетчик 7. С выходов регистра 10 этот код пе редается на адресные входы блока 11 памяти. В соответствии с кодом q, которым определяется номер поддиапазона измерения, блок 11 памяти выдает на вторые входы компаратора 12 и

fj

+ bi t.

(1)

где а . и b - постоянные коэффициенты.

При работе устройства в счетчик 5 результата при интервале времени поступает N импульсов

N - f; т

т + ь-. T.t

(2)

Продолжительность интервала времени Т зависит от опорной частоты fj генератора 8 и от кода , выдаваемого блоком 1I памяти на первые входы компаратора 13

Т . .- (3)

Выражение (2) получает вид

к « о . J.K f/

N - а . Ь; ----т . t. (4) IK IK

пературой надо выбрать N

чтобы

ч1

таким.

NK; f.

b; 1,

и вычесть из результата (если а- 0) или прибавить к результату (если 0) величину

а.

N .

01

а

Jii f

определяется кодом, выдаваемым блоком памяти на вторые входы компаратора 12. Сигнал на дополнительном выходе блока 11 памяти указывает, что а j : О (например, для участка ВС„ фиг.2), а отсутствие его - на то,, что а, О (например, для участка АВ, фиг..2).

Таким образом, величиной N можно изменять наклон линейного участка , а величиной Н„. и логическим сиг0

5

0

5

налом на дополнительном выходе блока 11 памяти - его начальный сдвиг. При включении устройства, после установки счетчиков 5, 7 и 9 и регистра 50 в нулевое состояние (цепи установки счетчиков и регистра в нуле вое состояние не показаны), открываются ключи 2 и 4 и закрывается ключ 3. При этом счетчик 9 базы времени начи - нает подсчет импульсов от генератора 8 опорной частоты, а счетчик 7 начальной частоты - подсчет импульсов от преобразователя 1. После подсчета счетчиком 9 определенного количества импульсов п () на его промежуточном выходе появляется сигнал, по которому в регистр 10 записывается промежуточный код q с выхода счетчика 7. С выходов регистра 10 этот код передается на адресные входы блока 11 памяти. В соответствии с кодом q, которым определяется номер поддиапазона измерения, блок 11 памяти выдает на вторые входы компаратора 12 и

0 на информационные входы предварительной установки счетчика 5 код, соответствующий числу Ngi , а на первые входы компаратора 13 - «од, соответствующий числу N .

5 Если дпя данного поддиапазона aj i О, то сигнал на дополнительном выходе блока 11 памяти не появляется. Счетчик 7 продолжает подсчет импульсов до количества , после чего появляется на прямом выходе компаратора 12 сигнал, который через схему ИЛИ 14 подается на управляющий вход ключа 3, а с исчезновением сигнала на инверсном выходе компаратора j 2 закрывается ключ 4. Счетчик 5 результата начинает подсчет импульсов от преобразователя 1 температуры в частоту и продолжает его до тех пор, по ка содержимое счетчика 9 базы, времени не станет равным Nyj , После этого срабатывает компаратор 13, по сигналу которого ключ 2 закрывается. На этом цикл измерения заканчи- вается.

Если для данного поддиапазона а; с О, то после записи промежуточног кода q в регистр 10 на дополнительно выходе блока 11 памяти появляется сигнал, тем самым записывается код с первых выходов блока 11 памяти в счетчик 5 результата измерения. Сигнал от дополнительного выхода бло- ка 11 памяти также поступает через схему ИЛИ 14 на управляющий вход ключа 3, который открывается, Через открытый ключ 3 импульсы от преобразователя 1 поступают на вход счетчи- ка 5 результата измерения, и последний начинает считывать их с числа, соответствующего коду , Тем вр менем счетчиком 7 продолжается подсчет импульсов до количества N , после чего сигнал на его инверсном выходе исчезает и ключ 4 закрьгоается. Подсчет импульсов счетчиком 5 продолжается до подсчета счетчиком 9 от генератора 8 опорной частоты Noi импульсов, чем цикл измерения заканчивается.

Результат счетчика 5 индицирует- ся блоком индикации.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в частоту, выход которого через первый и второй ключи подключен к счетчику результата измерения, соединенному с блоком индикации счетчик начальной частоты, вход которого через третий ключ соединен с выходом первого ключа, счетчик базы времени, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты а промежуточный выход подключен к тактовому входу регистра, выходы которого подключены к адресным входам блока памяти, а входы подключены к выходам счетчика начальной частоты, соединенными с первыми входами первого компаратора, инверсный выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа, а вторые входы соединены с первыми выходами блока памяти, второй компаратор, входы которого соответственно соединены с вторыми выходами блока памяти и выходом счетчика базы времени, а инверсный выход подключен к управляющему входу первого ключа, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения температур путем увеличения облати линеаризации термочастотной характеристики термопреобразователя, в него введена схема ИЛИ, входы кото рой соответственно соединены с прямым выходом первого компаратора и дополнительным выходом блока памяти, соединенным с синхронизирующим входом предварительной установки счетчика результата, а выход подключен к управляющему входу второго ключа, при этом вторые входы первого компаратора соединены с входами предварительной установки счетчика результата.

X

Редактор В.Петраш

Составитель В.Куликов Тех.ед О.Гортвай

Заказ 2А43/40 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СС(Л

по делам изобретений и открыти 113035, Москва, , Раушская наб. , д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

фиг. 2

Корректор.. Г.Решетник

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры с коррекцией нелинейности термопреобразователя. Цель изобретения - расширение, диапазона измерения, Устройство содержит термопреобразователь 1 , ключи 2, 3 и 4, счетчик 5 результата измерения, блок 6 индикации, счетчик 7 начальной частоты, генератор 8 опорной частоты, счетчик 9 базы времени, регистр 10, блок 11 памяти, компараторы I2 и I3 и схему ИЛИ 14. Введение новых элементов -и образование новых связей между элементами устройства позволит увеличить область линеаризации термочастотной характеристики термопреобразователя 1. 2 ил.