Цифровой термометр Советский патент 1986 года по МПК G01K7/32 

1

резисторы н€; тре

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно цифровым термометрам, измеряюпщм температуру с помощью термопреобразователей с частотным выходным сигналом, например, пьезокварцевых преобразователей .

Целью изобретения является повышение надежности термометра путем обеспечения контроля состояния коммутирующих элементов.

На чертеже представлена блок-схем цифрового термометра.

Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1, подключенный чере формирователь 2, тактирующее устройство 3 и ключ 4 к входу счетчика 5 результата, индикаторный регистр 6, цифровой индикатор 7, первую группу коммутирующих элементов, опорньпй генератор 9, счетчик 10 счетного интервала Ту, устройство 11 сравнения, . вторую группу 12 коммутирующих элементов, триггер 13, первый одновиб- ратор 14, второй одновибратор 15, многовходовый элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 8, триггер 19 и сигнализатор 20.

Коммутирующие элементы представляют собой контакты тумблеров или переключателей, подающих напряжение логического нуля или логической единицы на информационные входы предустановки счетчика 5 к входы устройства 11 сравнения. Напряжения логического нуля и единицы подаются в группы коммутирующих элементов по шинам нуля и единицы. Шина нуля соединена с общим проводом устройства, а шина единицы подключена к выходу инвертора 18.

Сигнальное устройство представляет собой световой- или звуковой сигнализатор (лампочку, светодиод, генератор со звукоизлзгчателем и т.п.). Входы элемента ИЛИ 16 (кроме первого) и выходы второй группы коммутирующих элементов подключены чере резисторы к единичной шине (к источнику питания). На чертеже это соединение не показано, так как для ряда микросхем, где обрыв входа эквивалентен подаче 1 бутотся.

Цифровой термометр работает следующим образом.

Импульсы опорного геиератора непрерывно подсчитываются счетчиком

10

20

25

15

2493502

10. Когда состояние этого счетчика станет равным состоянию коммутирующих элементов второй группы 12 устройство 11 сравнения установит 5 триггер 13 в единичное состояние. Включится ключ 4 и импульсы термопреобразователя 1, сформированные формирователем 2, через тактирующее устройство 3 и ключ 4 поступают на вход счетчика 5 до момента переполнения счетчика 10, При переполнении счетчика 10 триггер 13 устанавливается в нулевое состояние и процесс счета прекращается, так как ключ 4 размыкается. Одновременно запускается одновибратор 15, задним фронтом импульса которого запускается одно- вибратор 14. Передним фронтом импульса одновибратора 14 производится перенос результата измерения температуры из счетчика 5 в индикаторный регис.тр 6. Результат индицируется цифровым индикатором 7.

Импульсом одновибратора 14 счетчик устанавливается в состояние,

выбранное коммутирующими элементами первой группы 8, чем он подгртавли- вается для следующего цикла измерения. В связи с тем, что при нулевой температуре частота термопреобразователя 1 не равна нулю, счетчик 5 не-. обходимо устанавливать не в нуль, а в такое число, чтобы после окончания процесса счета при нулевой измеряемой температуре счетчик оказался бы в нуле. А в связи с тем, что термопреобразователи с частотным выходом, в частности пьезокварцевые преобразователи, имеют разброс по нулевой

частоте и к тому же со временем нулевая частота термопреобразователя меняет свою величину, число предустановки счетчика 5 также должно быть различным. Необходимость изменять это число обусловило применение коммутирующих элементов первой группы В.

Длительность счетного интервала зависит от крутизны характеристики термопреобразователя и определяется по формуле Тд 1/8й0, где S - крутизна характеристики термопреобразователя; &9 - порлг чувствительности термометра.

В связи с разбросом крутизны характеристики различных термопреоб- разователей (серийно выпускаемые пьезокварцевые термопреобразователи LC-среза имеют разброс 160-200 ) время TO должно быть различным. Необходимость изменять Т в зависимости от крутизны характеристики термопреобразователя обусловило применение коммутирующих элементов второй группы 12.

Многовходовый элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18, триггер 19 и сигнализатор 20 осуществляют непрерывный автоматический контроль состояния всех коммутирующих элементов первой 8 и второй 12 групп. Осзтцествляется это следующим образом. В момент переполнения счетчика 10 запускается од- новибратор 15, формирующий импульс

с длительностью, меньшей длительности is которых подключена к общей шине тер- импульса опорного генератора, и на мометра, соединенной с нулевой шиной выходе инвертора 18 в это время воз- коммутирующих элементов второй груп- никает нулевой потенциал (в остальное время там единичный сигнал). Если во

20

пы, опорный генератор, выход которовсех коммутирующих элементах нет отказов (незамкнутых) контактов, то на всех входах элемента ИЛИ 16 будут нули. На первом входе элемента ИЛИ 16 нуди будут за счет того, что в момент

го подключен к тактирующему устройству и входу счетчика счетного интервала, выход старшего разряда которого соединен с первым входом первого триггера, а выходы подключены к первым входам устройства сравзапуска одновибратора 15 j одной сто- 25 нения, вторые входы которого соедине- роны счетчик 10 находится в нулевом состоянии, так как только что произошло его переполнение, с другой сторо- ны на входы устройства 11 сравнения с выходов коммутирующих элементов второй группы 12 также подаются нули. На остальных входах элемента 16 ну ли будут с выходов коммутирующих элементов первой группы 8. Задний фронт импульса одновибратора 15 через инвертор 18 будет устанавливать триггер 19 в нуль. Сигнализатор 20 сигнализирует при этом, что неисправность в коммутирующих элементах отсутствует.

ны с выходами второй- группы коммутирующих элементов, а выход подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с управляю- 30 щим входом ключа, первый одновибра- тор, выход которого подключен к входу переноса регистра и входу разрешения предварительной установки счетчика результата, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности термометра путем обеспечения контроля состояния коммутирующих элементов, в него введены два инвертора, второй одновибратор, второй триггер, сигнализатор и мно- говходовый элемент ИЛИ, первый вход которого через первый инвертор соединен с выходом устройства сравнения, а остальные входы подключены к выходам первой ГР5Т1ПЫ коммутирующих эле35

40

При отказе контакта хотя бы в одном из коммутирующих элементов на одном из входов элемента ИЛИ 16 появится единица. Если отказ контакта произошел в группе 12, то на выходе устройства сравнения будет нуль, а на выходе инвертора 17 и первом входе элемента ИЛИ 16 - единица. Если контакт пропал в группе 8, то единица будет на одном из остальных входов. Задний фронт импульса одно- вибратора 15 через инвертор 18 установит триггер 19 в единицу и сигнализатор 20 подает сигнал о том, что в

ВНИНПИ Заказ 4225/41 Тираж 778

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

одном из коммутирующих элементов пропал контакт.

Формула изобретения

Цифровой термометр, содержаш 1й термопреобразователь с частотным выходом, подключенный через формирователь , тактирующее устройство и ключ к входу счетчика результата, выходьи; которого подключены к регистру с цифровым индикатором, а информационные входы предустановки результата соединены с выходами первой группы коммутирующих элементов, нулевая шина

которых подключена к общей шине тер- мометра, соединенной с нулевой шиной коммутирующих элементов второй груп-

пы, опорный генератор, выход которокоторых подключена к общей шине тер- мометра, соединенной с нулевой шиной коммутирующих элементов второй груп-

го подключен к тактирующему устройству и входу счетчика счетного интервала, выход старшего разряда которого соединен с первым входом первого триггера, а выходы подключены к первым входам устройства сравнения, вторые входы которого соедине-

ны с выходами второй- группы коммутирующих элементов, а выход подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с управляю- щим входом ключа, первый одновибра- тор, выход которого подключен к входу переноса регистра и входу разрешения предварительной установки счетчика результата, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности термометра путем обеспечения контроля состояния коммутирующих элементов, в него введены два инвертора, второй одновибратор, второй триггер, сигнализатор и мно- говходовый элемент ИЛИ, первый вход которого через первый инвертор соединен с выходом устройства сравнения, а остальные входы подключены к выходам первой ГР5Т1ПЫ коммутирующих эле

ментов, а выход соединен с D-входом второго триггера, выход которого подключен к сигнализатору, при этом выход старшего разряда счетчика счетного интервала через второй одновибратор соединен с входом первого одно- вибратора и через второй инвертор подключен к С-входу второго триггера и единичным щинам обеих групп коммутирующих элементов.

Подписное

Изобретение относится к темпера- турньш измерениям, к устройствам, измеряющим температуру с помощью термопреобразователей с частотным выходным сигналом. Цель изобретения - повьщ1ение надежности устройства. Оно содержит термопреобразователь I, формирователь 2, тактирующее устройство 3, ключ 4, счетчик 5 результата, индикаторный регистр 6, цифровой индикатор 7, коммутирующие элементы 8 и 12, опорный генератор 9, счетчик 10, устройство II сравнения, триггер 13 и 19, одновибраторы 14 и 15, элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18 и сигнализатор 20. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет осуществить контроль коммутируюпщх элементов 8 и 12. I ил. с « (Л СО ел