Цифровой термометр Советский патент 1989 года по МПК G01K7/32 

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано при построении цифровых термометров, работающих с термопреобразователями, имеющими частотный выходной сигнал, например пьезоквар- цевыми преобразователями.

Целью изобретения является повышение точности измерения и помехоустойчивости термометра.

На чертеже приведена функциональная схема цифрового термометра.

Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1 с частотным выходом, первый 2 и второй 3 генераторы частоты, реверсивный счетчик 4, счетчик 5, первый 6, второй 7 и третий 8 элементы И, триггер 9, блок 10 индикации, преобразователь 11 частоты в код и преобразователь 12 кода в частоту.

Цифровой термометр работает в непрерывном режиме. Он обеспечивает линеаризацию характеристик термопреобразователей с зависимостью F(t) а-/Б, где F(t) - выходная частота термопреобразователя) t - температура; а - постоянный коэффициент.

Генераторы 2 и 3 частот вырабатывают импульсные последовательности с частотами F и F, соответственно, причем частоты F, и F должны быть много больше выходной частоты F(t) термопреобразователя 1.

Импульс в с выхода термопреобразователя 1, поступая на вход триггера 9, переводит его в единичное состояние. По сигналу с выхода триггера 9 открываются элементы И 6-8. Через элемент И 6 на вход счетчика 5 начинают поступать импульсы от генерато 2, следующие с частотой F. Через время 1 k/r, где k - коэффициент деления счетчика 5, он переполнится и на его выходе сформируется сигнал устанавливающий триггер 9 в нулевое состояние Следующий импульс с выхо термопреобразователя вновь переводи триггер 9 в единичное состояние на время t Таким образом на выходе триггера 9 формируется последователность импульсов длительностью f) следующая с частотой F(t).

За время О, много большее период следования импульсов от термопреобразователя 1, на суммирующий вход реверсивного счетчика 4 через элеме И 7 поступает N F,. C-F(t)e им

пульсов. Выходной код реверсивного счетчика 4 поступает на входы преобразователя 12 кода в частоту, на опорный вход которого поступает сигнал с частотой 7 от генератора 3. Частотный сигнал с выхода преобразователя 12 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 4, В установившемся режиме при большом коэффициенте преобразования k,j преобразователя 12 число импульсов, поступающее на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика за интервал времени в, равно между собой

(t)e F,,.0

где F,2 - частота импульсного сигнала на выходе преобразователя 12 кода в частоту. Частотный сигнал с выхода преобразователя 12 поступает через элемент И 8 на вход преобразователя 11 частоты в код. За интервал времени 0J определяемый конструкцией преобразователя 11, на вход преобразова

теля 11 поступит N

b.F(t),

импульсов, в результате чего код на выходе преобразователя 11 пропорционален квадрату частоты термопреобразователя. При выполнении условия а выходной код N,, преобразователя 11 однозначно связан с измеряемой температурой N(,t. Этот код отражается цифровым индикатором блока 10 индикации.

40

Формула изобретения

Цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, первый элемент И, первьй вход которого соединен с выходом первого генератора частоты, а выход подключен к счетному входу счетчика, выход переноса коророго соединен с сбрасывающим входом триггера, второй элемент И, второй генератор, третий элемент И и блок индикации,отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и помехоустойчивости термометра, в него введены преобразователь частоты в код, преобразователь кода в частоту и реверсивный счетчик, суммирующий вход

5 1520360

которого соединен с. выходом второговторой вход которого соединен с втоэлемента И, а вычитающий вход под-рыми входами первого и третьего элеключен к первому входу третьего эле-ментов И и выходом триггера, устаномента И и выходу преобразователя, вочный вход которого подключен к выкода в частоту, кодовый вход которо-ходу термопреобразователя, при этом

го соединен с выходом реверсивноговход преобразователя частоты в код

счетчика, а частотный вход соединенсоединен с выходом третьего элеменс выходом второго генератора частотыта И, а выход подключен к блоку ини первым входом -второго элемента И, ю Дикации.

I

Изобретение касается температурных измерений, предназначено для работы с термопреобразователями с частотным выходным сигналом, у которых выходная частота F связана с температурой T зависимостью F @ √T, и позволяет повысить точность и помехозащищенность измерений. Импульсный сигнал с выхода термообразователя 1 поступает на вход триггера 9, на выходе которого с помощью счетчика 5, элемента И 6 и генератора частоты 2 формируется последовательность импульсов длительностью τ, следующая с частотой F, поступающая на входы элементов И 6, 7, 8. На суммирующий вход реверсивного счетчика 4 через элемент И 7 поступает сигнал с выхода генератора 3 частоты, а на вычитающий вход - с выхода преобразователя 12 кода в частоту, который также поступает на вход преобразователя 11 частоты в код. На выходе преобразователя 11 формируется код, пропорциональный температуре, который поступает в блок 10 индикации. 1 ил.