Цифровой измеритель температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/00 G01K11/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ный преббкдэователь) 1, коммутатор 2 усилитель 3, кварцевый резонатор 4, формирователь 5 импульсов, переключатель б, делитель 7 частоты с переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик 8, блок 9 памяти, блок 10 выбора предела измерения, блок 11 управления. Струнный преобразователь содержит цилиндрический корпус 12, внутри которого между торцами цилиндра натянута струна 13, жестко соединенная с биморфной пьезоэлектрической пластиной, состоящей из двух скрепленных между- собой пьезоэлектрических пластин 14 и 15. Устройство работает следующим образом. Кварцевый резонатор и биморфная пьезоэлектрическая пластина посредст вом коммутатора 2 попеременно включаются в цепь обратной связи усилителя 3. Одна пьезоэлектрическая плас тина подключается ко входу усилителя другая - к его выходу. В силу прямог и обратного пьезоэффектов в биморфно пластине возникают колебания, частота ко7.орых определяется состоянием биморфной пластины. При воздействии температуры,вслед ствие различия между коэффициентами линейного расширения пьезокерамики, из которой изготовлены пьезоэлектрические пластины, и материала, из которого изготовлен корпус датчика 12, в биморфной пластине возникают продольные растягивающие силы, пропорциональные изменению температуры, в результате которых изменяются параме ры биморфной пластины, а, следовательно, и частота колебаний, которая нелинейным образом зависит от температурыA+Bt где А,В,С - постоянные коэффициенты определяемые параметрами датчика температуры. Коррекция нелинейности датчика температуры осуществляется следующим образом. Весь диапазон измерения разбивает ся на ряд поддиапазонов. Установка требуемого диапазона измерения осуществляется блоком 10 выбора предела измерения, который, управляя работой блока памяти 9, обеспечивает запись в реверсивный счетчик 8 точного кодо вого значения N температуры, соотве ствующей середине выбранного поддиапазона, а также установку соответствующего коэффициента деления К „, делителя 7 частоты. Первоначально, по сигналу с блока управления, в цепь обратной связи усилителя включается кварцевый резонатор 4, а к выходу формирователя 5 импульсов подключается делитель б частоты, в этом случае на выходе усилителя появляется сигнал, частота которого определяется параметрами кварцевого резонатора, который поступает на делитель частоты, где частота сигнгша уменьшается в соответствующее число раз, и далее поступает на реверсивный счетчик, работающий в режиме вычитания, и вычитается из записанного кода N.Koэффициент деления делителя устанавливается таким, чтобы частота сигнала на выходе делителя равнялась частоте колебаний датчика температуры в середине выбранного поддиапазона измерения. Затем в цепь обратной связи усилителя включается датчик температуры, а выход формирователя импульсов непосредственно соединяется со входом реверсивного счетчика. При этом сигнал с выхода усилителя с частотой, определяемой измеряемой температурой поступает на вход реверсивного счетчика работающего в режиме сложения, и складывается с записанным там числом N. В итоге получается скорректированный результат измерения измеряемой температуры. Чувствительность датчика температуры, приведенного на фиг.2, порядка 50 Гц/град. Диапазон измеряемых температур от -180 до определяется точкой Кюри, свыше которой происходит деполяризация пьезокерамики, т.е. происходит потеря ее пьезоэлектрических свойств. Наличие новых элементов в цифровом измерителе температуры, т-.е. делителя частоты, коммутатора, кварцевого резонатора, выгодно отличает его от известного устройства, так как позволяет повысить точность измерения температуры. Формула изобретения 1. Цифровой измеритель температуры, содержащий датчик температуры, усилитель, переключатель, первый выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом блока памяти, соединенным с блоком выбора предела измерение, блок управления соединенный с переключателем, отличающий сятем, что с целью повышения точности измерения, в него введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, вход и выход которого соответственно соединены со вторым выходом переключателя и счетным входом реверсивного счетчика, а управляющий вход соединен с выходом блока памяти, формирователь импульсов, кварцевый резонатор, коммутатор, управляющий вхрд котброго соединен с блоком управлени 1, причем кварцевый резонатор и датчик температуры включены через коммутатор в цепь обратной связи усилителя, выход которого через формирователь соединен со входом переключателя.

2, Устройство по П.1, отличающееся тем, что датчик температуры выполнен в виде струнного преобразователя, струна которого

жестко соединена с биморфной пьезоэлектрической пластиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Милохин Н.Т. Частотные датчики систем автоконтроля и управления.М., Энергия, 1968, с.33.

2.Алиев Т.Н. и Сейдель Л.Р. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов. М., Энергия, 1975, с.196, рис.,4-2 (прототип).

15 ,