Устройство для измерения температуры Советский патент 1990 года по МПК G01K7/00 

сд

00

со о

00

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность и быстродействие устройства при уменьшении объема памяти. По сигналу с микропроцессорного модуля (МПМ) 1, поступающего через декодер 2 и первую логическую схему 3 на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 7 двойного интегрирования, АЦП 7 преобразует сигнал с термопреобразователя в цифровой код, который поступает на первый вход сумматора 9. В течение второго такта работы АЦП 7 по командам с МПМ 1 через третью логическую схему 5 на счетчик 8 поступает определенное число корректирующих импульсов, которые суммируются в сумматоре 9 с сигналом АЦП 7. 2 ил.

Фаг.1

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано при построении приборов и систем технического контроля.

Целью изобретения является повышение точности измерения при уменьшении объема памяти.

На фиг. 1 изображена блок-схема уст- ;ройства для измерения температуры; на 1ФИГ. 2 - функциональная схема микропро- цессорного модуля (МПМ) на уровне и в (пределах выполняемых им .функций. : Устройство для измерения температуры содержит МПМ 1, декодер 2, первую 3, вторую 4 и третью 5 логические схемы, термопреобразователь 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, счетчик 8 импульсов, сумматор 9, блок 10 магистральных усилителей и блок 11 прерывания.

МПМ включает (фиг. 2) собственно микропроцессор (процессорный элемент - ПЭ) 12, генератор 13 тактовых импульсов (ГТ), необходимый для тактирования микропроцессора, шины данных (магистрали) адреса ФМА 14, формирователь 15 1иины данных (ФЩД) и формирователь 16 гиины управления (ФУ). Цифрами 1-3 и 1-5 показаны соответственно входы и выходы микропроцессорного модуля. ФМА 14 вьпи-.,111яет функцию буферизации шины данных микропроцессора, ФМУ 16 - функцию системного контролера, ФЩД 15 - функцию буфери- ; зации шины данных.

АЦП 7 выполнен по принципу АЦП двухтактного интегрирования, при этом выходной регистр его выполняет функцию буферной схемы.

Декодер 2 представляет собой преобразователь комбинации сигналов на входе (комбинация определяется программой) в сигнал па одном из его выходов. Он может быть выполнен на основе логических элементов И, ИЛИ. Входы декодера подключены к ФМА 14.

Блок магистральных усилителей необходим для сопряжения между микропроцессорным модулем 1 и сумматором 9 и может быть выполнен на основе многорежимного буферного регистра или буферных элементов.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с программой, заложенной в МПМ , на ФМА 14 выдается адрес, который дешифрируется декодером 2, последний открывает первую логическую схему 3, через которую с второго выхода ФМУ 16 проходит сигнал запуска АЦП 7 и на его вход поступает сигнал (напряжение) от термопреобразователя 6. После окончания первого такта интегрирования по сигналу с ФМА 14 декодер 2 открывает третью логическую схему 5 для прохождения корректирующих импульсов с третьего выхода МПМ 1 на вход счетчика 8.

После окончания второго такта интегрирования на первом выходе АЦП 7 вырабатывается сигнал «Конец преобразования, посылаемый на вход сумматора 9 и первый вход «Требование прерывания блока 11 прерывания. После этого на третий вход микропроцессорного модуля посылается сигнал «Запрос прерывания и с четвертого выхода микропроцессорного модуля на второй вход блока прерывания подается сигнал «Подтверждение прерывания. По коду прерывания с первого выхода блока прерывания осуществляется переход к подпрограмме ввода данных. Эта подпрограмма может предусматривать: временное запоминание содержимого регистров МПМ 1, побайтный ввод результатов, запоминание их в памяти, вывод на дисплей (не показан), восстановQ ление содержимого регистров, возврат в основную программу.

Во время выполнения этой подпрограммы происходит сложение в сумматоре 9 числа, накопленного в счетчике 8 импульсов и полученного на информационном выходе АЦП

5 7. По сигналу с пятого выхода МПМ 1, проходящего через открытую сигналам с выхода декодера 2 вторую логическую схему 4, результат с выхода сумматора 9 через блок 10 магистральных усилителей, которые используются в качестве элемента сопряжения

0 между МПМ 1 и сумматором 9, вводится в память МПМ 1, где заполняется с возможной последующей обработкой, выводом на индикацию и т.п. Таким образом, в результат измерения, полученнЕлй в АЦП 7 вводится поправка, полученная в счетчике 8, т.е. ли неаризация сводится к посылке корректирующих импульсов на счетчик 8 импульсов в течение длительности второго такта интегрирования и суммирования их с результатом АЦП 7. Число этих импульсов задается

0 программным путем следующим образом. В устройстве используется кусочно-линейная аппроксимация функции термопреобразователя. Весь диапазон измеряемой температуры разбивается на участки, исходя из допустимой погрешности нелинейности.

5 Длина /-ГО участка соответствует числу /, и записывается в один-из регистров МПМ 1, например С. Для каждого участка определяется коэффициент требования «,-, который также записывается в один из регистров МПМ 1, например В. В начале работы число л, переписывается в регистр А, далее содержимое регистра А уменьшается на единицу и проверяется, не равен ли результат нулю. Если не равен, то вновь содержимое регистра А уменьшается на единицу и только тогда,

5 когда число в регистре А станет равным нулю, МПМ 1 посылает импульс на счетчик 8. Затем в регистр А вновь переписывается число п, и весь процесс повторяется. Та0

КИМ образом, частота импульсов, посылаемых на счетчик 8, определяется числом п, и временем выполнения команд микропроцессора. Число п, рассчитывается в соответствии с длительностью и количеством тактов, необходимых для выполнения команд МПМ 1 и с учетом допустимой погрешности линеаризации. После выдачи очередного импульса на счетчик 8 импульсов происходит уменьшение содержимого регистра С на единицу и проверяется, не равен ли результат нулю, т.е. не равно ли нулю содержимое регистра С. Если не равно нулю, то в регистр А переписывается из регистра В то же самое число л,. Если же результат равен нулю, то происходит возврат в основную программу и запись в регистры В и С новых чисел щ+, /,+ |, соответствуюших следующему участку линеаризации. Затем процесс повторяется.

Предлагаемое устройство может быть реализовано на серийных микросхемах.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержаш.ее микропроцессорный модуль, первый выход которого соединен с входом декодера, первый и второй выходы которого подключены к первым входам первой и вто

рой логических схем, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и третьим выходами микропроцессорного модуля, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом термопреобразователя, а вход запуска - с выходом первой логической схемы, блок магистральных усилителей, управляющий вход которого соединен с выходом второй логической схемы, а выход - с первым входом микропроцессорного модуля, и блок прерывания, первый вход которого соединен с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с четвертым выходом микропроцессорного модуля, а первый и второй выходы - соответственно с вторым и третьими входами микропроцессорного модуля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены счетчик импульсов, сумматор и третья логическая схема, первый вход которой соединен с третьим выходом декодера, второй - с пятым выходом микропроцессорного мо- , дуля, а выход - с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом сумматора, управляющий и второй вхо- 5 ды которого подключены соответственно к первому и второму выходам аналого-цифрового преобразователя, а выход - к входу блока магистральных усилителей.

5

0