Устройство для измерения температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K7/20 

(54) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к цифровым термометрам сопротивления. Известен цифровой термометр, содержащий платиновый термометр сопро тивления, включенный в одно из плеч мостовой схемы, усилитель разбаланса моста, время-импульсный преобразователь напряжения, запускаемый ге нератором импульсов через делитель частоты, и счетчик импульсов flj. Этот прибор не обеспечивает высо кой точности измерения, так как построен по разомкнутой схеМе, т.е. без обратной связи, вследствие чего общая погрешность преобразования складывается из погрешностей всех входящих в прибор блоков. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является цифровой термометр, содержащий термометр сопротивления, включенный в одно из плеч мостовой схемы, выход которой соединен с входом последовательно соединенных усилителя разбаланса моста, время-импульсного преобразователя напряжения, двоично-десятичного счетчика импульсов с регистром, генератор счетных и тактовых импульсов, один из выходов которого соединен с управляющими входами время-импульсного преобразователя, двоично-десятичного счетчика импульсов и регистра. В нем за счет введения элементов обратной связи: цифрового делителя напряжения, двоично-десятичного регистра, достигается увеличение точности измерения температуры. Недостатком указанного устройства является снижение точности измерения в точке из1 нения знака температуры при интегрировании нескольких циклов измерения. Это объясняется тем, что при флуктуаЦиях температуры около точки изменения знака при интегрировании значений температуры за несколько циклов значения отрицательных и положительных температур будут суммироваться с одним знаком,что приведет к увеличению погрешности измерения температуры по сравнению с остальной частью диапазона измерения приблизительно на 50%. Целью изобретения является повышение точности измере ния температуры в точке изменения ее знака.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для измерения температуры дополнительно введены реверсивный двоично-десятичный счетчик индикации, схема совпадения, схема записи максимального отрицательного значения, регистр индикации, блок управления направлением счета, состоящий из дешифратора нулевого состояния, формирователя им пульса из перепада напряжения и триггера направления счета, причем входы схемы совпадения соединены с выходом время-импульсного преобразователя и с одним из выходов reHepatopa счетны и тактовых импульсов выход схемы сопадения соединен со счетным входом реверсивного двоично-десятичного счечика индикации, вход предварительной установки которого соединен с выходом схемы записи максимальных отрицательных значений, а вход управлени направлением счета с выходом триггера направления счета, выходы реверсивного счетчика соединены с входами регистра индикации и дешифратора нулевого состояния, выход которого соединен со входом формирователя имдульса из перепада напряжения,а выход последнего соединен со входом триггера направления счета.

На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения температуры на фиг. 2 - временные диаграммы его работы для отрицательных температурj на фиг. 3 - то же, для положительных

Устройство состоит из мостовой схемы 1, в одно из плеч которой включен термометр сопротиёления, усилителя разбаланса 2, время-импульсного преобразователя 3, генератора счетных и тактовых импульсов 4, двоично-десятичного счетчика 5 с регистром б, параллельного цифрового делителя напряжения 7, образующего плечи мостовой схемы 1, схемы совпадения 8, реверсивного двоичнодесятичного счетчика индикации 9, дешифратора нулевого состояния реверсивного счетчика 10, формировател импульса из перепада напряжения 11, триггера направления счета, являющегося одновременно и триггером знака измеряемой температуры 12, и схемы записи максимального отрицательного значения температуры 13.

Устройство работает следующим образом.

; С1|гнал разбаланса мостовой схемы 1 с аомощью усилителя разбаланса 2, время-импульсного преобразователя 3 генератора 4 преобразуется в последовательности импульсов, считае иых . счетчиком 5.

После цикла измерения, задаваемого тактовыми импульсами генератора 4, информация из счетчика 5 переписывается в регистр б, после чего счетчик 5 сбрасывается. Информация

в разрядах регистра 6 не изменяется в Случае подтверждения, пришедшего в следующем цикле из соответствующего разряда счетчика 5.

Цифровой код, хранящийся в разрядах регистра б, управляет ключами делителя 7 создавая уравновешивающий сигнал обратной связи в мостовой схеме 1. При достижении равновесия мостовой схемы 1 информация, хранящаяся в регистре б, будет соответствовать величине измеряемого сопротивления термометра.

Для разделения диапазона температур на положительные и отрицательные значения используется остальная част схемьа. Временные диаграммы работы устройства для отрицательных температур изображены на фиг.2, для положительных - на фиг. 3. Перед началом цикла измерения в реверсивный двоично-десятичный счетчик индикации 9 из схемы записи 13 записывается число, соответствующее максимальному отрицательному значению температуры. Ири этом триггер 12 устанавливается в состояние логического О, что соответствует отрицательной температуре и задает вычитающий режим реверсивному счетчику 9. Таким образом, начальной точкой отсчета шкалы температур является максимальная отрицательная температура. При измерении на вход схемы совпадения 8 подается сигнал с время-импульсного преобразователя 3 (Uy), на второй вход поступают счетные импульсы с генератора 4 (Uj). В результате на выходе схемы совпадения 8 появляется последовательность импульсов (и), число импульсов в которой пропорционально отклонению измеряемой температуры от максимального отрицательного значения. Эта последовательность импульсов поступает на реверсивный счетчик индикации 9 и считается им.

Если измеряемая температура отрицательна, то отклонение измеряемой температуры от максимально отрицательного значения (at) меньше записанного в реверсивный счетчик значения и после вычитания из счетчика числа импульсов, пропорционального /ut, в нем останется значение, равное измеряемой отрицательной температуре. Причем реверсивный счетчик 9 не перейдет своего нулевого состояния (Ug) и триггер 12 останется в положении, соответствующем отрицательному знаку температуры (и.,). Если измеряемая температура положительная, то отклонение измеряемой температуры от максимального значения (ut) больше записанного в реверсивный счетчик значения и при вычитании из счетчика числа импульсов, пропорционального t, он перейдет свое нулевое состояние. При этом

на выходе дешифратора нулевого состояния реверсивного счетчика 10 появится отрицательный перепад напряжения (Ujj), по которому формирователь 11 вырабатывает короткий отрицательный импульс (Ue) устанавливакнций триггер 12 в состояние 1 (и,,). Это соответствует положительной температуре и задает реверсивному счетчику 9 режим сложения.

Таким образом, в счетчике установится значение, равное измеряемой положительной температуре. -Далее информация о величине температуры, считываемая со счетчика индикации 9, и о знаке температуры, считываемая с триггера направления счёта 12, поступает на регистр индикации 14.

При интегрировании результатов измерения используются дополнительные разряды реверсивного счетчика 9, в который записывается число, равное произведению максимальной отрицательной температуры на число циклов измерения, подлежащих осреднению

Предлагаемое устройство позволяет значитвЛ1 яо, точнее определять температуру шубообразования, что важно для своевременного оповещения об опасности на дорогах и взлетно-посадочных полосах, а также позволяет своевременно применять меры против обледенения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, включенный в одно из плеч мостовой cxeNbi, выход которой соединен с входом последовательно соединенных усилителя разбаланса моста, время-импульсного преобразователя напряжения, двоично-десятичного счетчика импульсов с регистром,генератор счетных и тактовых импульров, один из выходов которого соединен с управляющими входами иремя-импульсного преобразователя,двоично-десятичного счетчика импульсов и регистра, с отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры в точке изменения ее знака, в него введены реверсивный двоично-десятичный счетчик индикации,

Q схема совпадения, схема записи максимального отрицательного значения, регистр индикации, блок управления направлением счета, состоящий из дешифратора нулевого состояния, формирователя импульса из перепада напря5жения и триггера направления счета, причем входы схемы совпадения соединены с выходом время-импульсного преобразователя и с одним из выходов генератора счетных и тактовых импульсов, выход схемы совпадения соединен со счетным входом реверсивного двоично-десятичного счетчика индикации, вход предварительной установки которого соединен с выходом схемы

5 записи максимальных отрицательньзх значений, а вход управления направлением счета - с выходом триггеоа направления счета, выходы реверсивного счетчика соединены с входами

Q регистра индикации и дешифратора нулевого состояния, выход КОТОРОГО соединен с входом формирователя импульсов из перепала напряжения, а выход последнего соединен с входом .

- триггера направления счета.

Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе

L J J

/

S

fta.f

г/е 11 I I I IN I I I I И I И I I I

Ue ,.

иж ../ II 1/еII

фг/г. /

МИНИН Illlllllllllllllllllllllllllllllllinilllllllttlllllllili / 1111 I 111 I, / / /