Устройство для измерения разности температур Советский патент 1990 года по МПК G01K7/00 G01K3/08 

Оч

СА) 00

N

о

Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повысить точность измерения разности температур. Преобразователи температуры в частоту 1, 2 формируют выходной сигнал, частота которого прямо пропорциональна измеряемой температуре. Формирователи импульсов 6, 7 формируют сигналы, длительности которых пропорциональны периодам выходных частот преобразователей 1, 2. Счетчик 4 подочитывает импульсы с выхода функционального генератора 10, частота следования которых пропорциональна 1/T², где T - текущее время, в течение интервала времени, выделяемого элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и равного разности длительности периодов сигналов с выхода преобразователей 1,2. Результат счета, пропорциональный разности температур, отображается на цифровом индикаторе 5. 4 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к температурым измерениям, ё именно к измерителям азности температур, и может быть испольовано в системах контроля и управления отоками газа или жидкости.5

Цель изобретения - повышение точноти измерения.

На фиг. 1 приведена структурная схема редлагаемого устройства; на фиг. 2 - вреенные диаграммы, поясняющие работу ус- 10 ройства; на фиг. 3 - структурная схема функционального генератора; на фиг. 4 структурная схема преобразователя температуры в частоту.

Устройство для измерения разности ib температур содержит преобразователи 1 и 2 температуры в частоту, элемент 3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетчик 4, цифровой индикатор 5, первый формирователь 6 импульсов, второй формирователь 7 им- 20 пульсов, формирователь 8 импульсов сброса, элемент И 9 и функциональный

генератор 10.,«,ж

Функциональный генератор 10 1Фиг. j; содержит генератор 11 опорной частоты и 25 включенные в кольцо первый делитель 12 с перестраиваемым коэффициентом деления (ДПКД), счетчик 13 импульсов и второй ДПКД 14, причем первый вход второго ДПКД 14 связан с выходом генератора 11 30 опорной частоты, второй вход вто рого , ДПКД 14, вход сброса счетчика 13 и второй вход первого ДПКД 12 соединены между собой и являются входом 15 функционального генератора 10, а его выходом является 35 выход первого ДПКД 12, На выходе 16 функционального генератора 10 формируются импульсы, частота следования которых про- порциональна 1 /t, где t - текущее время.

Каждый преобразователь 1 и 2темпера- 40 туры в частоту содержит полупроводниковый (диодный) датчик 17 температуры, генератор 18 тока, источник 19 опорного напряжения, интегратор 20 с ключом 21 сброса, дополнительный ключ 22, делитель 45 23 напряжения и компаратор 24.

Устройство работает следующим образом., „ч

В момент времени t О (фиг. 2) формирователь 8 импульсов сброса формирует им- 50 пульс (диаграмма Ue). который осуществляет перевод счетчика 4 в нулевое состояние, а функционального генератора 10 и первого и второго преобразователей температуры в частоту - в состояния, при 55 которых сигналы на их выходах равны нулю. После окончания сигнала с выхода фо рми- рователя 8 импульса сброса функциональным генератор 10 формирует импульсы, частота следования которых пропорционаво пе по в пр

им си и

нальна 1 /t (диаграмма Ui). На выходах первого и второго преобразователей 1 и 2 температуры в частоту формируются импульсы (U2 и U4), частота следования которых пропорциональна температуре среды 0i и , в которую помещены датчики температуры преобразователей, 1 и 2.

Первый и второй формирователи 6 и 7 импульсов выделяют один период входных сигналов (из и Us), длительности которых Ti и Т2 обратно пропорциональны температурам 01 и©

т,,

- К

- ,Т2

5

где К - коэффициент пропорциональности. Элемент3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формирует импульсы (и), длительность которых равна разности периодов сигналов с выходов преобразователей 1 и 2. С помощью элемента И 9 осуществляется заполнение выделенного элементом 3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ сигнала с четными импульсами, поступаю- щими с функционального генератора 10 (Us). Счетчик 4 осуществляет подсчет числа N импульсов заполнения, при этом

,. к1(-) кгк(е2-01),

где Ki - постоянный коэффициент, зависящий от параметров функционального генератора.

Цифровой индикатор 5 отображает измеренное значение разности температур в соответствующих единицах. Функциональный генератор (ФГ) 10 работает следующим образом. На вход 15 ФГ 10 с выхода формирователя 8 импульсов сброса поступают импульсы (Ue), каждый из которых осуществляет сброс ФГ 10 в исходное состояние и его повторный запуск. В исходном состоянии первый и второй ДПКД 12 и 14 находятся в нулевом состоянии, при котором коэффициент деления каждого ДПКД минимален, а счетчик 13 - в единичном состоянии. Первый импульс с выхода генератора 11 опорной частоты поступает через второй ДПКД 14 и первый ДПКД 12 на счетный вход (вход С) счетчика 13 импульсов. С приходом каждого импульса с выхода первого ДПКД 12 на вход С счетчика 13 импульсов значение кода числа в нем уменьшается на единицу, а коэффициент деления первого и второго ДПКД 12 и 14 увеличивается на 1 /64, в результате чего выходной сигнал из: меняется по закон у 1Л .

Преобразователь температуры в частоту работает cлe yющим образом.

При пропускании тока от генератора 18 тока через диодный датчик 17 температуры на нем падает напряжение, значение котоporo при возрастании температуры уменьшается по линейному закону. Это напряжение поступает на вход интегратора 20. В момент поступления импульса запуска с вы- хода формирователя 8 на вход ключа 22, конденсатор интегратора 20 начинает заря- жаться до порога срабатывания компаратора 24, который замыкает ключ 21, в результате чего конденсатор интегратора разряжается. После разряда конденсатора ключ 21 размыкается и заряд конденсатора интегратора повторяется. Призтом на выходе преобразователя температуры в частоту формируется сигнал, частота которого прямо пропорциональна измеряемой температуре. Фор-мулаизобретения Устройство для измерения разности температур, содержащее два преобразова- температуры в частоту, выходы которых соединены с входами первого и второго

П

Р- llt

формирователей импульсов, выходы которых подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, формирователь импульсов сброса, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго формирователей импульсов и счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом элемента И, а выход подключен к цифровому индикатору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен функциональный генератор, выход которого соеди- вторым входом элемента И, а управляющий вход соединен с управляющими входами преобразователей температуры в частоту и подключен к выходу формирователя импульсов сброса, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульсов.

Фи2.