Цифровой термометр Советский патент 1981 года по МПК G01K7/01 

Изобретение относится к области тепловых измерений, Известен цифровой термометр, содержащий датчик температуры, формирователи, ключи, генератор опорной частоты, делитель частоты, схему управления, реверсивньй счетчик, триггер знака, цифровой индикатор р Недостатком такого цифрового, тер метра является его сложность, вызванная необходимостью применения высокочастотного реверсивного счетчика. Наиболее близким по технической сущности является цифровой термомет содержащий датчик температуры с час ным выходом, соединенный через ключ с десятичным счетчиком результата измерения, состоящим из последовательно соединенных тетрад, выход которого соединен с входом первого триггера знака, второй триггер знака, вход которого соединен с выходо первого триггера, дешифратор двоич,но-десятичного кода, соединенный с катодами цифровых индикаторных ламп, аноды которых соединены с выходами анодных усилителей, схему управления, первый выход которой соедин|н с управляющим входом ключа, а второй выход - с установочными входами счетчика результата измерения и первого триггера знака 2. Однако этот термометр не обеспечивает высокой точности измерения температуры вследствие наличия схем сравнения и наличия длинной цепи преобразователей от выходов дешифратора двоичного десятичного кода от катодов индикаторных ламп, вносящих погрешность в результат измерения. Целью изобретения является повышение точности измерения, а та1сже упрощение и повьшгение надежности цифрового термометра. Поставленная цель достигается тем, что в него введены двоичный счетчик.

дешифратор, преобразователь кодов, четыре сдвиговых регистра с п числом разрядов, равных количеству тетрад счетчика результата измерения, а выходь каждой тетрады соединены с соответствующим входом каждого регистра, управляющие входы которых подключены к третьему выходу схемы управления и установочным входам второго триггера знака и двоичного счетника, вход которого с тактовыми входами регистров и четвертым выходом схемы управления, а выходы, через дешифратор соединены с входами анодных усилителей, причем выход каждого регистра соединен со своим tV+1 входом и информационным входом преобразователя кодов управляющие входы которых соединены с выходами второго триггера, а выходы соединены с входами дешифратора двоично-десятичного кода.

Кроме того, преобразователь кодов содержит схему И-НЕ, четыре схемы И-ИЛИ-НЕ и четыре инвертора, причем вход первого инвертора соединен с первым входом, а выход - с третьим входом первой схемы И-ИЛИ-НЕ, вход второго инвертора соединен.с первым входом схемы И-НЕ и четвертым входом второй схемы И-ИЛИ-НЕ, а выход - с первым входом второй схемы И-ИЛИ-НЕ, вход третьего инвертора -соединен с вторым входом, а.выход - с третьим входом второй схемы И-ШШ-НЕ, вторым входом схемы И-НЕ и с третьим входом третьей схемы И-ШШ-НЕ, первый вход которой соединен с выходом второй схемы И-ИЛИ-НЕ, а выход четвертого инвертора соединен с третьим входом схемы И-НЕ и третьим входом четвертой схемы И-ИЛИ-НЕ, первый вход которой соединен с выходом схемы И-НЕ, причем вторые входы первой, третьей и четвертой схемы И-ШШНЕ и четвертые входы этих схем соответственно соединены между собой.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства для случая четьфехразрядного счетчика результата.

Цифровой термометр содержит датчик 1 температуры с частотным выходом, ключ 2, десятичный счетчик 3 ;результата, схему 4 управления, триггеры 5 и 6 знака, сдвиговые регистры 7,8,9 и 10. Преобразователь кодов, включающий в себя инверторы 11J 12,13 и 14, логическую cxeky ИтНЕ

15 и :7(,гич1ч: -и - f;s(.4i,i ii-l , Ih, 17,18 и 19, двоичный счетчик 20, депшфратор 2, анодные усилители

22,индикатортле 23, дешифратор двоично-десятичного кода 24.

Устройство работает следую1цим образом.

Перед измерением все тетрады счетчика 3 устанавливают в исходное состоя1ще, а триггер 5 в состояние -.

Частота датчика и время измерения (счета) термометра находится в таком соотношении, что при измерении этриj дательных температур счетчик 3 термометра за время счета не будет переполняться, поэтому триггер 5 будет оставаться в положении -.

При измерении положительных темпе- ратур, частота датчика увеличивается. Поэтому за время счета счетчик 3 будет переполняться и триггер 5 будет устанавливаться в положении +.

По истечении цикла измерения сигг нал ПЕРЕНОС, поступающий из схемы управления 4, переносит состояние счетчика 3 в сдвиговые регистры 7, 8,9 и 10 и устанавливает триггер 6 и счетчик 20 в исходное состояние. Тактовые импульсы из схемы управления 4 сдвигают информацию, занесенную в регистры 7,8,9 и 10 и вызывают поочередное появление на выходах регистров информации каждой тетрады счетчика 3. Так как выходы регистров заведены на свои шходы, информа дия. в регистрах не исчезает, а постоянно циркулирует до появления очередного импульса ПЕРЕНОС и с помощью преобразователя кодов и дешифратора 24

0 подается на катоды индикаторных ламп

23.Преобразователь кодов, работающий по управляющим сигналам с выхода триггера б, может преобразовывать прямой десятичный код в обратный.

5 При измерении положительных температур информация с выхода регистров 7,8,9 и 10 подключается к входу дешифратора 24 без изменения, при измерении отрицательных температур.0 в обратном коде.

Одновременно со сдвигом информации тактовые импульсы поступают на вход счетчика 20, выходные сигналы которого с помощью дешифратора 21 и анодных усилителей 22 поочередно подключают аноды индикаторных ламп 23, В результате на каждой лампе будет высвечиваться цифра, соотве; ствующа определенной тетраде счетчика 3, Введение в цифровой термометр до полнительных элементов - сдвигового регистра, двоичного счетчика, дешифратора, четырех инверторов, четыре схем И-ИЛИ-НЕ, логической схемы И-Н и соответств5пощее соединение этих элементов позволяет повысить точность измерения температуры, а такж упростить схему термометра и повыси его надежность. Формула изобретения 1. Цифровой термометр, содержащий датчик температуры с частотным выходом, соединенный через ключ с десятичным счетчиком результата измерения, состоящим из последователь соединенных тетрад, выход которого соединен с входом первого триггера знака, второй триггер знака, вход которого соединен с выходом первого триггера, дешифратор двоично-десятичного кода, соединенный -с катодами цифровых ийдикаторных ламп, аноды которых соединены с выходами анодных усилителей, схему управления, первый выход которой соединен с управляющим входом ключа, а второ выход соединен с установочными входами счетчика результата измерения и первого триггера знака, о т л и- чающийся тем, что, с целью поэьппения точности измерения температуры, в него введены двоичный сче чик, дешифратор, преобразователь кодов, четыре сдвиговых регистра с п числом разрядов, равным количес ву тетрад .счетчика результата измер ния, а выходы каждой тетрады соединены с соответствующим входом каждо го регистра, управляющие входыкоторых подключены к третьему выходу сх fta управления и установочным входам второго триггера знака,и двоичного счетчика, вход которого соединен с тактовыми входами регистров и четвертым выходом схемы управления, а выходы через дешифратор соединены с входами анодных усилителей, причем выход каждого регистра соединен со своим Вг+1 входом и с информационным входом преобразователя кодов, управляющие входы которого соединены с выходами второго триггера, а выходы соединены с входами дешифратора двоичнр-десятичного кода. 2. Термометр по п., отличающийся тем, ЧТ1 преобразователь кодов содержит схему И-НЕ, четыре схемы И-ИЛИ-НЕ и четыре инвертора, причем вход первого инвертора соединен с Первым входом, а выход - с третьим входом первой схемы И-ИЩ- НЕ, вход второго инвертора соединен с первым входом схемы И-НЕ и четверть1м входом второй схемы И-ШШ-НЕ, а выход - с первым входом второй схемы И-ИЛИ-НЕJ вход третьего инвертора соединен с вторым входом, а выход - с третьим входом второй схемы И-ИЛИ-НЕ, вторым входом схемы И-НЕ и с третьим входом третьей схемы И-ИЛИ-НЕ, первый вход которой соединен с выходом в.торой схемы И-ШШ-НЕ, а выход четвертого инвертора соединен с третьим входом схемы И-НЕ и третьим входом четвертой схемы И-ИЛИ-НЕ, первый вход которой соединен с выходом схемы И-НЕ, причем вторые входы первой, третьей и четвертой схемы И-ИЛИ-НЕ и четвертые входы этих схем соответственно соединены между собой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Контрольно-измерительная техика. Вып.10, С.А5, рис.. Львов, зд.Львовского государственного университета, 1971. 2. Авторское свидг-тепьство СССР 310131, кл. G 01 К 7/00, 1970 i(прототип).

j i

ниши

ff