Устройство для измерения температуры Советский патент 1989 года по МПК G01K7/00 

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для дистанционных измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет улучшения помехозащищенности устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения температуры; на фиг. 2 - блок-схема элемента задержки; на фиг. 3 - зпюры напряжений, поясняющие работу элемента задержки; на фиг. 4 - зпюры напряжений на выходах элементов устройства.

Устройство для измерения температуры (фиг. 1) содержит п-измерительных

блоков 1.1, .2,...,1.п (где п - целое число), причем каждый измерительный блок содержит счетчик 2 адреса, схему совпадения 3, злементы задержки 4 и 5, преобразователь температуры в частоту 6, элемент И 7, элемент ИЛИ-НЕ 8 и буфер усилитель с открытым коллектором 9. Каждый измерительный блок соединен линией связи 10 с приемным блоком И, содержащим генератор 12 импульсов, делитель частоты 13, счетчик 14 тактов, счетчик 15 адреса, счетчик 16 номера измерительного блока, счетчик результата 17, дешифратор 18, схему совпадения 19,

сх

СП

3 1500857 ,4

триггер 20, элемент ИЛЙ-НЕ 21, эле- . счетчик 17 результата устанавлйва- мент И 22, элементы И-НЕ 23 и 24, ин- ется в О, триггер 20 - в состоя- вертор 25, буфер-усилитель с открытым коллектором 26 и резистор 27, необходимый для подачи напряжения на коллекторы транзисторов буфер-усилиние 1. Сигнал на тактовом входе триггера 20 показан на фиг. 4, б. На фиг. 4,в показан сигнал на выходе

триггера 20. При этом сигнал на выхо- телей 9 и 26 от источника напряжения де триггера 20 разрешает прохожде- (не показан), и выходные шины 28 и. ние через элемент И-НЕ 23 импульсов 29, на которые выводится информация д с выхода генератора 12 на тактовый об результатах измерения и моменте вход счетчика 16 номеров каналов окончания измерения.(фиг. 4,г) и одновременно через

Каждый элемент задержки 4, а так- элемент И-НЕ 24 и буфер-усилитель же 5, содержит ключ 30 (фиг. 2), один 26 на линию связи 10. При совпадении конец которого заземлен, а второй 5 состояний счетчиков 15 и 16 сигнал с подключен ко входу логического повто- выхода схемы совпадения 19 (фиг.4,д) рителя 33 и к точке соединения резис- устанавливает триггер 20 в О, ко- тора 31 с конденсатором 32. Второй торый запрещает дальнейшее прохожде- конец резистора 31 подключен к источ- ние тактовых импульсов на вход счет-t нику напряжения (не показан), вто- 20 чика 16 и в линию-связи 10. После

этого и вплоть до появления очередного сигнала на первом выходе дешифратора 18 выходной транзистор буфера- усилителя 26 (транзистор на фиг. 1 25 не показан) будет заперт и не будет препятствовать прохождению информационных импульсов из. измерительного блока в приемный блок. (Кодовая посылка на выходе усилителя 26 показарой конец конденсатора 32 соединен с земляной шиной. Управляющий вход ключа 30 является входом элемента задержки, выход логического повторителя 33 - выходом.

Устройство работает следующим образом.

В приемном блоке I1 устройства формируются кодовые комбинации, котосчетчик 17 результата устанавлйва- ется в О, триггер 20 - в состоя-

ние 1. Сигнал на тактовом входе триггера 20 показан на фиг. 4, б. На фиг. 4,в показан сигнал на выходе

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения температуры путем уменьшения влияния помех. В передающем блоке 11 с помощью тактового генератора 12, делителя частоты 13, счетчика тактов 14, дешифратора 18, схемы совпадения 19, счетчика 15 адреса, счетчика 16 номера измерительных каналов, триггера 20, элементов И 22, ИЛИ-НЕ 21, инвертора 25, элементов ИЛИ-НЕ 23, 24 формируется кодовая посылка, несущая информацию о номере измерительного блока 1.1... 1N поступающая через буфер-усилитель 26 и линию связи 10 на входы всех измерительных блоков. Каждый измерительный блок включает в себя элементы задержки 4,5, элементы ИЛИ-НЕ 8, И 7, буфер-усилитель 26 с открытым коллектором, счетчик адреса 2, схему совпадения 3, с помощью которых определяется номер запрашиваемого измерительного блока и обеспечивается подключение к приемному блоку соответствующего преобразователя 6 температуры в частоту. 4 ил.

рые через буфер-усилитель 26 переда- 30 на на фиг. 4,ж, на фиг. 4,е показан ются по линии связи 10 на входы всех сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21). измерительных блоков 1.1, 1.2,..., Кодовая комбинация из приемного бло- 1.П. Кодовая посылка содержит нуле- ка 11 по линии связи 10 поступает на вой стартов.ый импульс, предназначен- входы измерительных блоков. Из нуле- ный для формирования сигнала Уста- jj вого стартового сигнала, длительновка О счетчиков 2 адресов, длительность которого равна длительности сигнала на первом выходе дешифратора 18, импульсную посылку, количество импульсов в которой равняется номеру подключаемого измерительного блока, и длинный (равный длительности сигналов на неподключенных по схеность которого больше постоянной времени RC-цепочки элемента задержки 4 формируется сигнал Сброс счетчика 2 адресов (при этом ключ 30 элемента 40 4 задержки разомкнут, конденсатор 32 заряжен от источника напряжения). На фиг,. 3 показаны: а (кодовая посыпка, поступающая на управляющий вход клю50

ме вьшодах дешифратора 18).стоповый ча 30 элемента задержки 4 фиг. 2); сигнал. So время которого запирается д б напряжение на конденсаторе 32; в элемент Ш1И 8 в каждом измерительном сигнал на выходе логического повторителя (сигнал Установка нуля счетчика 2 адресов).

При появлении первого импульса частотной посылки кодовой комбинации ключ 27 элемента 4 задержки замкнется, конденсатор 32 разрядится, что вызовет появление О на выходе повторителя 33 и, тем самым снятие сиг- навливает счетчик 16 номера измери- „ нала Сброс со входа счетчика 2 ад- тельного блока и проходит на выход ресов. Импульсы будут проходить через буфер-усилителя 26 в виде нулевого элемент ИЛИ 8 на вход счетчика 2 адре- стартового сигнала. При появлении сов, при этом на выходе схемы совпаде-. сигнала на втором выходе дешифратора ния 3 и элемента 5 задержки будет при-.

блоке и разрешается поступление информации из измерительного блока в приемный блок.

Сигнал с первого выхода дешифратора 18 (фиг. 4,а) поступает на вход счетчика адресов 15, устанавливая его в очередное, следующее состояние. Одновременно этот сигнал устаность которого больше постоянной времени RC-цепочки элемента задержки 4 формируется сигнал Сброс счетчика 2 адресов (при этом ключ 30 элемента 40 4 задержки разомкнут, конденсатор 32 заряжен от источника напряжения). На фиг,. 3 показаны: а (кодовая посыпка, поступающая на управляющий вход клюсутствовать сигнал О. При совпадении состояния счетчика 2 адресов с кодом данного измерительного канала, установленного путем подключения соответствующих выходов счетчика 2 адресов ко входам схемы 3 совпадения, на выходе схемы 3 совпадения (фиг. 4,и), а затем и на выходе элемента 5 задержки появится 1, которая разрешит прохождение импульсов с выхода преобразователя температуры в частоту 6 через буфер-усилитель 9 в линию связи 10 и одновременно запретит прохождение их через элемент ИЛИ 8 на вход счетчика 2 адресов. Эти же импульсы поступают также на вход элемента 4 задержки, но за счет выбора постоянной времени элемента 4 задержки большей максимального периода следования информационных импульсов, эти импульсы не позволяют элементу задержки 4 произвести сброс счетчика 2 адресов.

Дпинный стоповый сигнал в кодовой посылке следует за импульсной последовательностью и не препятствует передаче измерительной информации по линии связи 10 через элемент И 22 на вход счетчика 17 результата.

Информационные импульсы поступают по линии связи 10 в приемный блок 11. Пройдя через элемент И 22, разрешающий прохождение этих импульсов в течение счетного интервала времени, задаваемого сигналом на выходе элемента И-НЕ 21, информационные импульсы поступают на вход счетчика 17 результата, В момент окончания счетного интервала времени в счетчике 17 результата и соответственно на выходной шине 28 устройства окажется число, пропорциональное изме- ренной температуре.

Очередной импульс, который появится на первом выходе дешифратора 18, поступит на выходную шину 29 устройства (фиг. 4,к), что будет свидетельствовать об окончании измерения в данном измерительном блоке, и о наличии результата измерения на выходной шине 28.

Постоянная времени каждого элемента задержки 5 выбирается больше пег- риода следования импульсов, содержащихся в соответствующей для каждого измерительного канала кодовой посьтке

При поступлении на входы измери- тельньк блоков кодовой посылки, со1500857

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

держащей п кодовых импульсов происходит поочередное срабатывание схем совпадения 3 первого, второго, ..., п-го измерительного блока. Однако, из-за наличия элементов задержки 5, на выходах элементов задержки 5 первого, второго, ..., (п-1)-го измерительных каналов не успевает появиться 1, разрешающая прохождение информационных импульсов от преобразователя 6 через элемент И 7 и буфер- усилитель 9 в линию связи 10, так как после срабатывания схемы совпадения 3 (установки на ее выходе 1) каждого из (п-1) измерительных блоков 1 на выходе схемы 3 совпадения исчезнет с приходом по линии связи 10 следующего импульса. За это время, равное периоду кодовых импульсов, на выходе элемента задержки каждого из (п-1) измерительных блоков 1 не появится, а, следовательно, информаьщонные импульсы из этих каналов в линию связи не поступят. С приходом п-го кодового импульса сработает схема 3 совпадения п-го измерительного канала. И поскольку в данной кодовой посылке следующих импульсов не будет, выходе схемы 3 совпадения не исчезнет до появления в кодовой посылке нулевого стартового импульса. Поэтому через некоторое время после срабатывания схемы 3 совпадения на выходе элемента 5 задержки появится 1, которая разрешит прохождение информационных импульсов из п-го канала в линию связи.

Формула изобретения

Устройство для измерения темпера- , туры, содержащее п-измернтельнь:х блоков, соединенных линией связи с приемным блоком, включающим в себя генератор импульсов и счетчик результата, причем каждый измерительный блок содержит преобразователь температуры в частоту и схему совпадения, отличающееся тем, что, с целью повьш ения точности измерения за счет улучшения помехозащищенности, в каждый измерительный блок введены счетчик адресов, два элемента задержки, элемент И, буфер-усилитель с открытым коллектором и элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с линией связи, с выходом буферусилителя с открытым коллектором и через первый элемент задержки подключен к входу Сброс.счетчика адреса, вход которого соединен с выходом элемента ИПИ-НЕ, а выходы подключены к входу схемы совпадения, выход которого через второй элемент задержки соединен с вторым входом элемента Ш1И-НЕ и первым входом эле- мента И, второй вход которого подключен к выходу преобразователя температуры в частоту, а выход подключен к входу буфер-усилителя с открытым коллектором, а в приемный блок введены счетчик тактов, дешифратор, счетчик адресов, счетчик номеров измерительных блоков, схема совпадения, триггер, два элемента И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, элемент И, инвертор, буфер-усилитель с открытым коллектором и делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора импульсов и с первым входом первого элемента И-НЕ, а выход подключен к входу счетчика тактов, выходы которого соединены с входами дешифратора, первый выход которого подключен к входу Сброс счетчика номеров измерительных блоков, к тактовому входу счетчика адресов, к первому входу элемента ИЛИ-НЕ и через инвертор - к первому входу второго элемента И-НЕ, второй выход дешифратора соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, с входом Сброс счетчика результата и тактовым входом триггера, D-вход которого подключен к источнику питания R-вход соединен с выходом схемы совпадения, а выход подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и входом счетчика номеров измерительных блоков, выходы которого подключены к первым входам схемы совпадения, вторые входы которой соединены с выходом счетчика адресов, при этом выход второго элемента И-НЕ подключен к входу буфер- усилителя с открытым коллектором, выход которого соединен через резистор с источником питания и подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а выход подключен к ..входу счетчика результата.

Щ

Ни

(6}