Устройство для измерения температуры Советский патент 1987 года по МПК G01K7/38 

дает сигнал Конец измерения, которым чере элемент ИЛИ 14 по 3 входу опрокидывается RS-триггер 4, а через элемент ИЛИ 15 по R-входам обнуляются счетчики 8 и 9 и через ключ 12

1

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к уст- . ройствам- для измерения температуры, содержащим чувствительный элемент ИЗ термомагнитного материала,

Целью изобретения является повышение точности измерения и увеличение помехозащищенности,

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство для измерения температуры содержит чувствительный элемент

Iиз ферромагнитного материала, выполненный в виде кольца с обмоткой, формирователь 2 импульсов, пороговое устройство 3, RS-триггер 4, первый 5, второй 6 и третий 7 элементы И, первый 8 и второй 9 счетчики и шуль- сов, цифровой частотомер 10,. первый

IIи второй .12 ключи, конденсатор 13 памяти, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, генератор 16 тока, управляемый генератор 17 импульсов, резис тор 18 и конденсатор 19,

Устройство работает следующим образом. I

Пусть в момент времени t выдается сигнал Старт (фиг, 2а), которым через второй элемент ИЛИ 15 обнуляются первый 8 и второй 9 счетчики импульсов, открывается второй ключ 12, разряжается конденсатор 13 памяти, а через первый элемент ИЛИ 14 устанавливается в единичное состояние RS-триггер 4 (фиг. 2з), На выходе первого счетчика 8 формируется последовательность импульсов с частотой повтороения, задаваемой коэффициентом пересчета счетчика (фиг, 2в),

f - .

3

где f - частота сигнала управляемог генератора (фиг, 2б),

разряжается конденсатор 13 памяти. Показания цифрового частотомера 10 соответствует частите феррорезонан- са, значение которой определяет измеряемую температуру. 2 ил.

Имцульсом Положительной полярности с выхода первого счетчика 8 через открытый первый элемент И 5 открывается первый ключ 11 и конденсатор г амяти 13 заряжается постоянным током генератора 16, при этом напряжение на нем линейно возрастает (фиг,2г) и, тем самым, осуществляется развертка частоты управляемого генератора 17 Выходной сигнал последнего поступает па вход второго элемента И 6, вырабатывающего по команде первого счетчика 8 пачки импульсов, которые усиливаются и стабилизируротся по амплитуде формирователем 2 и поступают на после;:1,овательный нелинейный ферро- резонансный контур, состоящий из чув- ст зителы-1ого элемента 1 , конденсатора 19 и резистора 18, Поскольку развертка частоты осуществляется в сторону ее умень иения, то в начале.поиска контур находится 1з нерезонаксном состоянии, характеризующемся малыми

.значениями токов и напряжений в элементах контура, т,е.

fc fp; : (2) где fp - частота феррорезонанса,

В случае, когда

f, fp (3)

контур скачкообразно переходит в фер- рорезонансный режим (фиг, 2д), характеризующийся большими значениями напряжений на конденсаторе 19, которые

могут на порядок отличаться от напряжений в нерезонансной зоне и определяются параметрами элементов контура и амплитудой сигнала, поступающего с формирователя 2. Поиск частоты феррорезонанса осущест.вляет управляег-шш генератор 17 импульсов, в котором изменение входного напряжения на конденсаторе 13 от ид,„н до и„дхс ПРИВОДИТ к изменению частоты генератора от

f,v,u,Kc Д° всегда выполняется условие (2).

Напряжение на конденсаторе 13 памяти на время действия импульсов положительной полярности с выхода первого счетчика 8 через первый элемент И 5 на управляющий вход первого ключа 11 линейно возрастает, а на время действия импульсов отрицательной полярности запоминается (фиг,2г) Выходные импульсы первого счетчика 8 подсчитываются вторым счетчиком 9, коэффициентом пересчета которого задается количество ступенек запоминания напряжения на конденсаторе 13 памяти, при этом длительность линейного участка и длительность развертки диапазона управляемого генера.то- ра определяются следующими выражениями

1 1

2f. 6f,

(4)

tд - длительность линейного участка напряжения на конденсаторе 13 памяти.

(5)

t - максимальная длительность развертки диапазона управляемого генератора, п - коэффициент пересчета второго счетчика 9.

В случае возникновения феррорезонанса в момент времени t срабатывает устройство 3 (фиг. 2е), пороговое напряжение которого выбирается в зависимости от уровня электромагнитных помех.и по R-входу обнуляется RS- триггер 4. Тем самым блокируются первый второй 6 элементы И. Так как первый ключ 11 закрывается и напряжение на конденсаторе 13 памяти не изменяется, то управляемый генератор 17 вырабатывает сигнал постоянной частоты. Положительньм потенциалом инверсного выхода RS-триггера 4 открывается третий элемент И 7, и сигнал с выхода управляемого генератора 17 поступает на измерительный вход цифрового частотомера 10. Последний измеряет частоту управляемого генератора 17 и в конце интервала измерения t (фиг, 2ж) вьщает сигнал Конец измерения, которым через первьгй элемент ИЛИ 14 по S-входу опрокидывается RS- триггер 4, а через второй элемент ИЛИ 15 по R-входам обнуляются первый 8 и второй 9 счетчики и через второй ключ- 12 разряжается конденсатор 13 памяти. При этом показания цифрового

частотомера 10 соответствуют частоте феррорезонанса, значение которой однозначно определяет измеряемую температуру, т.е.

где

Ц4. fp fc

Т - измеряемая температура ,

F(T) (6)

Т -

f..рациональная фукнция. Т; показания цифрового частотомера.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее чувствительный элемент из ферромагнитного материала, выполненный в виде кольца с обмоткой, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности измерения и увеличения помехозащ1- щенности, в него дополнительно введены формирователь импульсов, пороговое устройство, RS TpHrrep, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики импульсов, цифровой частотомер, пер- вьш и второй ключи, конденсатор памяти, первый и второй элементы ИЛИ, генератор тока, управляемый генератор импульсов, резистор и конденсатор, последовательно соединенные с обмоткой ферромагнитного кольца и составляющие последовательньп нелинейный феррорезонансный контур, первым выводом обмотки подключенный к выходу формирователя, а вторым выводом, соединенным с кoндeнcaтopo i, - к входу порогового устройства, выход которого соединен с R-входом RS-триг- гера, прямым выходом соединенного с первыми входами первого и второго элементов И, инверсным выходом - с первым входом третьего элемента И, а S-входом - с выходом первого элемента ИЛИ, первь й вход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ и входом Старт, а второй вход - с выходом цифрового частотомера и вторым входом второго элемента ИЛИ, при этом вход цифрового частотомера соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора, третьим входом второго элемента И и входом первого счетчика, выходом соединенного с вторыми входами первого и второго элементов И и входом второго счетчика, а выход последнего соединен с первым вводом второго элемента ИЛИ,

выходом подключенного к обнуляющим R-входам обоих счетчиков и управляющему входу второго ключа, причем вход управляемого генератора соединен с сигнальным входом конденсатора памя- ти, управляемым входом второго ключа и выходом первого ключа, первым вхоРедактор О.Юрковецкая

Составитель Ю.Кледко Техред Л.Сердюкова

Заказ 3475/44Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

,«i.-i -- - - - -« -- - - .:-- - - ---- - - - - - - -- - -.-..- .- - - -.-.-.-. - - «. - -, - -. - - -.- - -.- - - - - -.--iПроизводственно-полиграфнческое предприятие, г.Ужгород, vл.Проектная, 4

дом соединенного с выходом генератора тока и вторым входом с выходом первого элемента И, а свободные выводы конденсатора памяти и резистора нелинейного феррорезонансного контура соединены с выходом второго ключа

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения - повышение точности измерения и увеличение помехозащищенности. Положительным потенциалом инверсного выхода RS-триггера 4 открывается элемент И 7, и сигнал с выхода управляемого генератора 17 поступает на измерительный вход цифрового частотомера Ю. Последний измеряет частоту управляемого генератора 17 и выS (Л ю зЧЗ