ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1969 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники, и предназначено для цифрового измерения температуры с помощью термопары. Известны устройства подобного типа, однако в них наблюдается большая погрешность измерения температуры, вызываемая погрешностью цифровой измерительной схемы за счет нестабильности параметров ее элементов, а также нелинейностью характеристики термопары. Отличием предлагаемого устройства является то, что оно снабжено переключателем поддиапазонов, связанным с источником калиброванных напрялсений, подключаемым через входной переключатель ко входу усилителя поочередно с датчиком температуры, и блоком памяти, соединенным с переключателем поддиапазонов и реверсивным счетчиком. На черетеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Основными узлами устройства являются источник калиброванных напряжений ИК.Н, усилитель постоянного тока УПТ, цифровой компенсатор ЦК, нуль-орган НО, генератор тактовых импульсов ГТИ, двоично-десятичный реверсивный счетчик иРС, регистр памяти РП, блок памяти БП, переключатель поддиапазонов Я и устройство цифровой индикации ЦИ. Устройство работает следующим образом. В начальном положении переключающие контакты реле Р находятся в верхнем положении; в двоично-десятичном реверсивном счетчике записано по схеме установки «условного нуля значение середины нужного поддиапазона, для чего устанавливающий импульс по цепи установки «условного нуля подается на определенные триоды триггеров счетчика, в зависимости от положения переключателя ноддиапазонов /Со и соответствующего кода на выходе БП, таким образом, что в счетчике оказывается записано в двоичнодесятичном коде значение напряжения калиброванного источника, соответствующего середине нужного доддиапазона. ГТИ начинает работать и импульсы от него через открытый триггером Т ключ /Ci и открытый триггером Т ключ К. прямого счета поступают на вход двоично-десятичного реверсивного счетчика и коммутатора (К.Р) цифрового компенсатора. В момент равновесия измеряемой э. д. с. термопары и компенсирующего напряжения на выходе нуль-органа появляется импульс, перебрасывающий триггеры Т и TZ и устанавливающий в нуль коммутатор компенсатора. Триггер T-i нри этом с помощью ключа /Ci лерекрывает поступление имнульсов от ГТИ, а триггер TZ подготавливает через ключ Кз шину обратноto счета и обесточивает через ключ Kz реле Р. Реле Р перебрасывает свои переключающие контакты, в результате чего на вход измерительной схемы подключается ИК.Н, « одновременно перебрасывается триггер Т и открывает ключ /Ci. Начинается продесс измерения напряжения НК.Н, а импульсы от ГТИ поступают на вход двоично-десятичного реверсивного счетчика по шине обратного счета, подготовленной триггером TZ. В момент компенсации импульс с выхода нульоргана перебрасывает триггеры TI И Т. Триггер TZ подготавливает шину прямого счета и подключает через ключ Kz питание к обмотке реле Р. Одновременно импульс с выхода триггера Т, через одновибратор (ОВ) открывает импульсные ключи Дп. и результат измерения из двоично-десятичного счетчика переписывается в регистр памяти и затем воспроизводится цифровым индикатором. Этим же импульсом через линию задержки ЛЗ и ключ /Сб устанавливается в «условный нуль двоично-десятичный реверсивный счетчик.

После срабатывания реле PZ цикл измерений начинается заново. В процессе измерения температуры производится измерение как э. д. с. термопары, так и значения напряжения калиброванного источника, соответствуюш;его середине того поддиапазона, в}1утри которого лежит значение измеряемой температуры. Далее результаты измерения этих двух величин, а также действительное значение напряжения калиброванного источника, хранящееся в памяти, обрабатываются с помощью встроенного в прибор вычислительного устройства по следующему алгоритму

-Uf +VT

где L - результат измерения измеряемой термо-э. д. с., выраженный в определенном коде;

ПИЗ

-результат измерения напряжений калиброванного источника, соответствующего значению термо-э. д. с. в середине данного поддиапазона;

к° - номинальное, действительное значение напряжения калиброванного источника, хранящееся в памяти;

и -окончательный результат измерения термо-э. д. с., выраженный в том же коде.

В результате обработки по такому алгоритму систематические и медленно прогрессирующие погрешности измерительной схемы

исключаются полностью.

Одновременно, соответствующий выбор наклона компенсирующего ступенчатого пилообразного напряжения измерительной схемы для каждого поддиапазона (переключение соответствующих добавочных сопротивлений в Д/С производится ручкой переключателя поддиапазонов Я) позволяет осуществить линейную апроксимацию градуировочной характеристики термопары.

Предмет изобретения

Цифровой измеритель температуры, содер жащий датчик температуры, цифровую компенсирующую схему, усилитель постоянного тока, реверсивный счетчик, источник калиброванных напряжений, регистр памяти и цифровой индикатор, отличающийся тем, что, с делью исключения погрешности нуля и

уменьшения погрешности от нелинейности характеристики термодатчика, он снаблсен переключателем поддиапазонов, связанным с источником калиброванных напряжений, подключаемым через входной переключатель

ко входу усилителя поочередно с датчиком температуры, и блоком памяти, соединенным с переключателем поддиапазонов и реверсивным счетчиком.