Цифровой измеритель температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K7/22 

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть ис ю 1ьзовано фи точных измерениях высоких температур с учетом прогрессирующих погрешностей термопреобразователя.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем учета прогрессирующей погрешности термопреобразователя, возникаюпгей при его эксплуатации в условиях высоких температур.

На фиг. 1 представлена блок-схема цифj)()Boro измерителя температуры; на фиг. 2 - схема функционального преобразователя. Цифровой измеритель температуры содержит соединенные последовательно термотфеобразователь 1, на1фимер термоэлектрический, преобразователь 2 сигнала термонреобразователя во временной интервал и первый ключ 3, генератор 4 счетных имнульсов, цифровой функциональный преобразователь 5, на выходе которого включено цифровое отсчетное устройство 6, управляемый дчелитель 7 частоты, первый программируемый двоичный счетчик 8, включенный в режим обратно1о счета, триггер 9, второй ключ 10, постоянное запомипаюшее устройство (ПЗУ) 11, третий ключ 12, делитель 13 частоты, второй программируемый двоичный счетчик 14, усилитель 15, электрически нерепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭЦЦЗУ) 16 и устройство 17 сравнения кодов.

Устройство работает следующим образом. Выходной си1нал термопреобразователя преобразуется в интервал времени, управляющий работой ключа, формирующего числоимпульспый код, соответствуюп1.ий электрическому сигналу термонреобразвателя. Этот код поступает на тактовый вход управляемого eлитeля 7 частоты, в котором мас11 табпо преобразуется. Коэффициент гфеобразования задается со старших разрядов выхода ПЗУ 11. Далее масштабно 1феобразованпый число-импульспый код подается на тактовый вход первого программируемого двоичного счетчика 8 и вход второго ключа 10, управляемого триггером 9. К началу каждого цикла измерения импульсом «Конец измерения с выхода гфеобразвателя 2 триггер 9 устанавливается в «О, что ведет к закрыванию ключа 10. Одновременно в счетчик 8 запис1 1вается число, присуствующее на младших разрядах выхода ПЗУ 11. Поскольку счетчик 8 включен в режим обратного счета, имну:1ьс на его тактовом выходе появится после гфихода на его тактовый вход количества импульсов, равного числу, записанному в пего до начала цикла измерения. Этот импульс устанавливает триггер 9 в единичное состояние, вследствие чего открывается ключ 10 и импульсы с выхода делителя 7 шступают на вход функционального преобразователя 5. Таким образом, происходит эквидистантное смещение число-импульсного кода, масштабно

преобразованного в делителе 7. Следовательно, с выхода постоянного запоминающего устройства 8 можно управлять аддитивной и мультипликативной подстройкой общей функции преобразвания. С выхода ключа

10 модифицированный число-импульсный код через функциона 1ьный преобразователь 5, реализующий обратную функцию номинальной функции преобразования термопреобразователя, поступает на вход цифрового

отсчетного устройства 6. В цифровом измерителе температуры может быть применен любой цифровой функциональный преобразователь, способный обрабатывать числоимпульсные коды с необходимой для каждого конкретного случая точностью.

В качестве примера на фиг. 2 приведена одна из возможных реализаций функционального преобразователя. Преобразователь содержит делитель 18 частоты, формирователь 19 импульса записи, двоичный счетчик 20, ПЗУ 21 и программируемый счетчик 22. Импульсы с входа преобразователя через делитель 18 подаются на тактовый вход счетчика 20, являющегося счетчиком участков апгфоксимации. Длина участков определяется коэффициентом деления де5 лителя 18. Параллельный код номера участка аннроксимации с выхода счетчика 20 подается на адресный вход ПЗУ 21, в результате чего на его выходе появляется код корректирующего числа, который пеобходимо прибавить к гфеобразуемой величине на теку0 щем участке для получения требуемой функции цреобразования. Операцию симмирвания входного число-импульсного кода и параллельных кодов корректирующих чисел выполняет гфограммируемый двоичный счетчик 22. Для этого в моменты смены номера участка

5 в счетчик 22 по импульсу, сформированному формирователем 19, записываются коды корректирующих чисел с выхода ПЗУ 21. Для отсчета времени работы термо1феобразователя при высокой температуре импульсы с генератора 4 через третий ключ 12 и делитель 13 частоты подаются на тактовый вход второго программируемого двоичного счетчика И. Поскольку изменение функции преобразвания термонреобразователя происходит лишь во время работы гюследнег;о

5 при достаточно высоких температурах, то отсчет времени производится ЛИШь в том случае, когда показания цифрового отсчетного устройства 6 больше числа, закодированного в устройстве 17 сравнения кодов. Сигнал с выхода последнего поступает на

0 управляющий вход ключа 12, открывая его для тех моментов времени, когда термонреобразователь находится при достаточно высокой температуре. Чтобы при выключении измерителя температуры информация о длительности работы термонреобразовате5 ля не была утеряна, содержимое счетчика 14 запоминается в ЭППЗУ 16. Поскольку запись производится непосредственно после каждого измерения содержимого счетчика 14, импульс записи в память формируется усилителем 15 из импульсов на входе указанного счетчика и подается на управляющий вход записи ЭППЗУ 16. Таким образом, при выключении прибора, информация о времени наработки термопреобразователя сохраняется в памяти (ЭППЗУ) 16. При включении измерителя код с выхода последнего записывается в счетчик 14 и устройство готово продолжать отсчет времени работы термопреобразователя. С выхода ячейки 16 код времени подается на адресный вход ПЗУ II, в ячейках памяти которого записаны значения аддитивной и мультипликативной поправок, необходимых для ком пенсации прогрессирующей погрещности термопреобразователя. Формула изобретения Цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь, подключенный к входу преобразователя сигнала термо преобразователя во временной интервал, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, а В1э1ход - к входу управляемого делителя частоты, цифровое отсчетное устройство, первый программируемый двоичный счетчик, информационные входы которого соединены с выходами постоянного запоминаюпд.его устройства, делитель частоты, выход которого подключен к тактовому входу второго программируемого двоичного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем учета прогрессирующей погрешности термопреобразователя, возникающей при его эксплуатации в условиях высоких температур, в него введены второй и третий ключи, функциональный преобразователь, электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, усилитель, схема сравнения- кодов и триггер, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, входы установки «1 и «О соединены соответсттвенно с выходом первого программируемого двоичного счетчика и его входом записи, соединенным с выходом «Конец измерения преобразователя сигнала термопреобразователя во временной интервал и входом установки «О управляемого делителя частоты, выход которого подключен к тактовому входу первого программируемого двоичного счетчика и через второй ключ соединен с входом функционального преобразователя, выход которого подключен к цифровому отсчетному устройству, соединенному со схемой сравнения кодов, выход которой подключен к управляющему входу третьего ключа, вход KOTOpoio соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход подключен к входу делителя частоты, при этом входы электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства соединены с выходами второго программируемого двоичного счетчика, выходы иодк.чючены к адресным входам постоянного запоминающего устройства и информационным входам второго программируемого двоичного счетчика, а вход записи соединен с выходом усилителя, вход которого подключен к выходу делителя частоты.

Изоб.Чтенис может использовано

Зха

р1/г,. г