Электронно-цифровой термометр

Электронно-цифровой термометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Выходной сигнал коммутатора 2 через истоковый повторитель 3 поступает на вход двухкаскадного усилителя. Усиленный разностный сигнал между напряжением датчика 1 температуры и функционально нарастающим напряжением проходит схему 5 подавления помехи коммутации и поступает на вход усилителя 6. С выхода, последнего сигнал поступает на вход нуль-органа 7. В момент сравнения напряжений датчика 1 температуры и генератора I6 происходит изменение фазы сигнала на выходе коммутатора 2. Это изменение определяется фазовым детектором, где формируется сигнал, устанавливающий схему В Старт - стоп в состояние Стоп. Сигнал с выхода схемы 8 Старт - стоп поступает на логическую схему 9, импульс с которой поступает на вход схемы 17 совпадения, на второй вход которой поступают импульсы с выхода инвертора 24. На вход счетчика 23 поступят только те импульсы, которые по времени совпадут с импульсом логической схемы 9, длительность которого пропорциональна измеряемой температуре.I ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4 G 01 К 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4016911/24-10 (22) 28.01.86 (46) 15.10.87. Бюл. ¹ 38 (72) IO.Ê.Èâàíîâ, Ю.А.Кагановский, Е.Ç.Полонецкий, Д.А.Смиловенко и В.И.Хомич (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 922532, кл. G 01 К 7/00, 1963.

В7 — 27. Вольтметр универсальный цифровой. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1979. (54) ЭЛЕКТРОННО-ЦИФРОВОЙ TEPMOMETP (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение помехозащищенности. Выходной сигнал коммутатора 2 через истоковый повторитель 3 поступает на вход двухкаскадного усилителя. Усиленный разностный сигнал между на— пряжением датчика 1 температуры и функционально нарастающим напряжением проходит схему 5 подавления помехи коммутации и поступает на вход усилителя 6. С выхода последнего сигнал поступает на вход нуль-органа 7.

В момент сравнения напряжений датчика 1 температуры и генератора 16 происходит изменение фазы сигнала на выходе коммутатора 2. Это изменение определяется фазовым детектором, где формируется сигнал, устанавливающий схему 8 "Старт — стоп" в состояние

"Стоп". Сигнал с выхода схемы 8

"Старт — стоп" поступает на логичес" кую схему 9, импульс с которой поступает на вход схемы 17 совпадения, на второй вход которой поступают им Щ пульсы с выхода инвертора 24. На вход счетчика 23 поступят только те импульсы, которые по времени совпадут с импульсом логической схемы 9, С длительность которого пропорциональна измеряемой температуре.l ил.

1345066

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к переносным цифровым измерителям температуры.

Цель изобретения — повышение поме,хоэащищенности.

На чертеже приведена структурная схема электронно †цифрово термометра.

Электронно †цифров термометр сос- 10 тоит из последовательно соединенных датчика 1 температуры, коммутатора

2, истокового повторителя 3, двухкаскадного усилителя 4, схемы 5 подавления помех коммутации, однокаскад-15 ного усилителя 6, нуль-органа 7, схе— мы "Старт — стоп" 8, логической схемы 9, схемы 10 определения знака, индикатора 11, генератора 12 постоянного тока, прецизионного источ — 20 ника 13 напряжения, преобразователя .14 напряжения, источника 15 питания, генератора 16 функционально-нарастающего напряжения, первой схемы 17 совпадения, генератора 18 счетных импуль-25 сов с двоичным делителем, первого инвертора 19, второй схемы 20 совпадения, пятнадцатиразрядного двоичного счетчика 21, формирователя 22 тактов, трехразрядного счетчика 23, З0 второго инвертора 24, третьей схемы

25 совпадения.

40. 2 необходимы два противофазных сигна45

55

Электронно-цифровой термометр работает следующим образом.

Стабилизированный прямой ток в датчик задается генератором 12 постоянного тока, который питается от прецизионного источника 13 напряжения. От этого же источника запитан генератор 16 функционально нарастающего напряжения. Весь временной цикл работы термометра задает генератор 18 счетных импульсов, работающий на частоте 320 кГц. Частота этого сигнала, пройдя через двоичный делитель, понижается на выходе 2 до 10 кГц, 5 а на выходе 2 — до 5,0 кГц. Сигнал частотой 10 кГц проходит через первый инвертор 19 и поступает на пятнадцатиразрядный двоичный счетчик

21. Выходной сигнал этого счетчика, поступающий с периодом 3,3 с, является исходным для начала процесса преобразования напряжения датчика в цифровую форму. Этот сигнал воздействует на формирователь 22 тактов, выполненный в виде двенадцатиразрядного двоичного счетчика, и схему

10 определения знака, устанавливая их в исходное состояние. При этом на выходе 2048 двенадцатиразрядного двоичного счетчика появляется выходной разрешающий сигнал для третьей схемы 25 совпадения. Этим же сигналом производится установка схемы

"Старт — стоп" 8 в положение "Старт", а также с приходом этого сигнала на генератор 16 функционально нарастающего напряжения начинается формирование положительного пилообразного напряжения. На второй вход третьей схемы 25 совпадения поступают импульсы с частотой 5 кГц, которые заполняют двенадцатиразрядный двоичный счетчик; При поступлении 2048-го импульса на двенадцатиразрядный двоичный счетчик последний триггер этого счетчика переходит в единичное состояние, запрещая тем самым дальнейшее прохождение на вход счетчика через третью схему 25 совпадения. При этом происходит окончание процесса преобразования, а выходное напряжение на выходе генератора 16 функционально нарастающего напряжения возвращается на исходный уровень.

В течение времени преобразования напряжения с датчика 1 температуры и генератора 16 функционально нарастающего напряжения через коммутатор

2 поочередно подключаются к входу истокового повторителя 3. Управление коммутатором осуществляется сигналом с выхода третьей схемы 25 совпадения.

Так как для управления коммутатором ла, то второй сигнал получается при инвертировании выходного сигнапа третьей схемы 25 совпадения вторым инвертором 24. За один цикл преобразования коммутатор 2 осуществляет

2048 коммутаций, что равно количеству импульсов, поступающих на вход двенадцатиразрядного двоичного счетчика.

Выходной сигнал коммутатора 2 через истоковый повторитель 3 поступает на вход двухкаскадного усилителя 4.

Усиленный разностный сигнал между напряжением датчика 1 температуры и функционально нарастающим напряжением проходит схему 5 подавления помехи коммутации и поступает на вход однокаскадного усилителя 6, который осуществляет окончательное усиление.

3 13450

С выхода однокаскадного усилителя

6 сигнал поступает на вход нуль-органа 7, выполненного в виде синхронного фазового детектора.

Кроме этого сигнала на фазовый детектор поступают два управляющих сигнала. Сигнал с выхода второй схемы 20 совпадения используется как опорный для фазового детектирования, 1ð а сигнал с выхода первого инвертора

19 частотой 10 кГц используется ка стробирующий и определяет интервал времени, в течение которого возможно прохождение выходного сигнала фазово- )5 го детектора на второй вход схемы

"Старт — стоп" 8. Опорный сигнал формируется второй схемой 20 совпадения из двух сигналов, один из которых имеет частоту 10 кГц и поступает с 2р выхода 2 генератора счетных импульсов с двоичным делителем, а второй снимается с выхода второго инвертора 24, имеет частоту 5 кГц и присутствует только в интервале преобразо- 25 вания .

Начальный уровень функционально нарастающего напряжения устанавливается таким образом, чтобы оно равнялось напряжению на датчике при тем- 3р о пературе датчика +102,4 С, а уровень функционально нарастающего напряжения к концу преобразования должен

66 по времени с появлением на выходе

1024 двенадцатиразрядного двоичного счетчика перепада напряжения.

Сигнал с выхода схемы "Старт— стоп" 8 поступает на логическую схему 9, на второй вход которой поступает сигнал с выхода 1024 двенадцатиразрядного двоичного счетчика. Логическая схема 9 вырабатывает импульс, длительность которого пропорциональ- . на абсолютному значению измеряемой температуры независимо от ее знака.

Полученный импульс поступает на один из входов первой схемы 17 совпадения, на второй вход которой поступает последовательность импульсов с выхода второго инвертора 24, насчитывающая

2048 импульсов. К выходу первой схемы 17 совпадения подключен вход трехразрядного счетчика 23. На вход этого счетчика поступают только те импульсы, которые по времени совпадают с импульсом, выработанным логической схемой 9, длительность которого в свою очередь пропорциональна измеряемой температуре, а так как шаг преобразования выбран равным 0,1 С, то результат, записанный в счетчик после окончания счета, соответствует десяткам, единицам и десятым долям градуса Цельсия.

С второго выхода логической схемы

9 сигнал поступает на схему 10 определения знака, которая определяет знак измеряемой температуры. Информация о величине и знаке температуры выводится на индикатор 1!.

Кроме описанных функциональных узлов схема термометра содержит также преобразователь 14 напряжения, который используется для питания прецизионного источника 13 напряжения повьппенным напряжением.

Формула изобретения

Электронно-цифровой термометр, содержащий генератор тока, последовательно соединенные датчик температуры и коммутатор, двухкаскадный усилитель, нуль-орган, выход последнего соединен с первым входом схемы

"Старт — стоп", выход которой соединен с первым входом логической схемы, схему определения знака, соединенную стать равным напряжению датчика, когда температура последнего равна 35 о

102,4 С. В этом случае каждый шаг преобразования соответствует 0,1 С, а так как в интервал преобразования укладывается 2048 шагов преобразования, то получают измерение температу- 4р о ры в диапазоне от + 102,4 С до о о

102,4 С с дискретностью в 0,1 С.

В момент сравнения напряжений датчика 1 температуры и генератора 45

16 функционально нарастающего напряжения происходит изменение фазы сиг-. нала на выходе коммутатора 2, а следовательно, и всего усилителя. Это изменение определяется синхронным фазовым детектором, где формируется сигнал, устанавливающий схему "Старт— стоп" 8 в состоянии "Стоп". Таким образом, время нахождения схемы

"Старт — стоп" в соответствии Старт" пропорционально разности температур о между температурой +102,4 С и температурой датчика. Если температура о датчика составляет 0 С, то время нахождения схемы в соответствии

"Старт" составляет точно полонину интервала преобразования и переход схемы в состояние "Стоп" совпадает

1345066

Составитель F..Çûêoâ

Техред .Г(.Олийнык Корректор И.Муска

Редактор М.Петрова

Заказ 4910/41 Тираж 776 Подписное

БИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Н(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, уп. Проектная, 4 с первым входом индикатора, первую схему совпадения, соединенную с входом трехразрядного счетчика, выход которого подключен к второму входу индикатора, генератор счетных импульсов с делителем, формирователь такта, первый выход которого подклю— чен к второму входу схемы "Старт— стоп", а также последовательно сое — 10 диненные.источник питания и преобразователь напряжения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения помехозащищенности, в цепь введены истоковый повторитель, последова- 16 тельно соединенные схема подавления помех коммутации и однокаскадный усилитель первый и второй инверторы, вторая и третья схемы совпадения, пятнадцатиразрядный двоичный счетчик, 20 последовательно соединенные прецизионный источник напряжения и генератор функционально нарастающего напряжения, причем истоковый. повторитель включен между выходом коммутатора и 25 входом двухкаскадного усилителя, а схема подавления помех коммутации и однокаскадный усилитель — между выходом двухкаскадного усилителя и входом нуль †орга, первый выход ге- 30 нератора счетных импульсов с делителем соединен с входом первогo инвер— тора, первым входом второй схемы сов.падения и вторым входом схемы подавления помех коммутации, а выход перного инвертора подключен к второму входу преобразователя напряжения, нуль-органу и входу пятнадцатиразрядного двоичного счетчика, выход которого соединен с первым входом схемы определения знака, формирователя тактов и вторым входом трехразрядного счетчика, первый вход третьей схемы совпадения соединен с первым выходом формирователя тактов и с вторым входом генератора функционально нарастающего напряжения, а второй вход схемы совпадения — с вторым выходом генератора счетных импульсов с делителем, причем второй выход формирователя тактов соединен с вторым входом логической схемы, выход же третьей схемы совпадения соединен с входом второго инвертора, входом формирователя тактов и вторым входом коммутатора, выход второго инвертора соединен с третьим входом коммутатора, вторым входом второй схемы совпадения и с первым входом первой схемы совпадения, второй вход которой подключен к первому выходу логической.схемы, при этом выход второй схемы совпадения подключен к третьему входу нуль-органа, а второй выход логической схемы соединен с вторым входом схемы определения знака, четвертый вход коммутатора соединен с выходом генератора функционально нарастающего напряжения, вход прецизионного источника напряжения соединен с выходом преобразователя напряжения, а выход — с входом генератора тока.