Цифровой измеритель скорости изменения температуры

Цифровой измеритель скорости изменения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения скорости изменения температуры путем увеличения отношения полезный сигнал/шум. На вход коммутатора 7 с выхода преобразователя 17 напряжение-частота поступает частотный сигнал, величина которого пропорциональна температуре термопреобразователя 1 сопротивления. Реверсивный счетчик 9, управляемый сигналами с выхода первого делителя 8 частоты, определяет скорость изменения температуры, которая отображается на цифровом индикаторе 11. Если величина изменения температуры мала, элементы И 13,15, И-НЕ 12 и НЕ 14 формируют сигналы, поступающие в счетчик 16, который с помощью дешифратора 6, коммутатора 5 изменяет коэффициенты деления делителей 10,8, увеличивая время между двумя отсчетами температуры. Генератор 3 тактовых импульсов, формирователь 4 временных интервалов, формирователь 19 управляющих импульсов обеспечивают формирование необходимых управляющих сигналов, поступающих на управляющие входы коммутатора 5 и устройство 18 выборки-хранения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

01 К 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4282886/24-10 (22) 13.07.87 (46) 30.11.89. Бюл. N 44 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.М,Синеглазов и А.Г.Протасов (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 528459, кл . G 01 K 7/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 767563, кл. G Ol К 7/00, 1978.

„,З0„„15254 6 А 1

2 (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения скорости изменения температуры путем увеличения отношения полезный сигнал/

/шум. На вход коммутатора 7 с выхода преобразователя 17 напряжение— частота поступает частотный сигнал, величина которого пропорциональна температуре термопреобраэователя 1

1525476

10

35 сопротивления. Реверсивный счетчик

9, управляемый сигналами с выхода первого делителя 8 частоты, определяет скорость изменения температуры, которая отображается на цифровом индикаторе 11 ° Если величина изменения температуры мала, элементы И 13, l5, И-НЕ 12 и НЕ 14 формируют сигналы, поступающие в счетчик 16, который с помощью дешифратора 6, коммутатора 5 изменяет коэффициенты делеИзобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения скорости изменения температуры, и может быть исполь- 20 зовано в автоматизированных системах управления нагревом, а также в системах автоматического расчета профиля температур нагреваемых тел.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем увеличения отношения полезный сигнал/помеха °

На чертеже приведена блок-схема цифрового измерителя скорости изменения температуры.

Цифровой измеритель скорости изменения температуры содержит термопреобразователь 1, усилитель 2, генератор 3 тактовых импульсов, формирователь 4 временных интервалов, первый коммутатор 5, дешифратор

6, второй коммутатор 7, первый делитель 8 частоты, реверсивный счетчик

9, второй делитель 10 частоты, цифровой индикатор 11, логический зле- 40 мент И-НЕ 12, первый логический элемент И 13, логический элемент НЕ 14, второй логический элемент И 15, счетчик 16, преобразователь 17 напряжение — частота, устройство 18 выбор- 45 ки-хранения и формирователь 19 управляющих импульсов, Измеритель работает следующим образом, Сигнал с термопреобразователя 1 усиливается усилителем 2 и подается на устройство выборки-хранения 18.

Последнее в режиме выборки запоминает мгновенное значение сигнала, а затем по команде с выхода формирователя 19 управляющих импульсов перехо55 дит в режим хранения. Оно служит для устранения динамической погрешности измерения температуры, котония делителей 10, 8, увеличивая время между двумя отсчетами температуры. Генератор 3 тактовых импульсов, формирователь 4 временных интервалов, формирователь 19 управляющих импульсов обеспечивают формирование необходимых управляющих сигналов, поступающих на управляющие входы коммутатора 5 и устройство 18 выборкихранения. 1 ил. рая может возникнуть иэ-эа несоответствия между регистрируемыми моментами времени и измеренными мгновенными значениями температуры, так как каждое мгновенное значение температуры преобразуется в цифровой код не мгновенно, а эа определенный промежуток времени, в течение которого температура изменит свое значение. С устройства 18 выборки-хранения фиксированное (запомненное) мгновенное значение сигнала поступает на преобразователь 17 напряжение— частота, который генерирует импульсы с частотой f,ïðîïoðöèoíàëüíoé измеряемой температуре. Импульсы с выхода преобразователя 17 напряжение— частота поступают на коммутатор 7, управляемый дешифратором 6. С выхода коммутатора 7 сигнал преобразователя 17 напряжение — частота поступает на соответствующий вход делителя

10, который осуществляет деление частоты следования импульсов в соответствующее число раз (1,2,3... °,п), зависящее от требуемой точности измерения.

С выхода делителя 10 импульсы поступают на счетный вход реверсивного счетчика 9, который подсчитывает их число при наличии управляющих сигналов на входах 20 и 21, частота следования которых также зависит от величины изменения температуры. Управляющие импульсы формируются формирователем 4 временных интервалов иэ тактовых импульсов, поступающих с генератора 3 тактовых импульсов. С первого и второго выходов формирователя

4 временных интервалов на вход коммутатора 5 подаются импульсы длительностью в 1 с для управления реверсивным счетчиком 9. Период следо25476

5 15 вания этих импульсов Т и Т равен

1 2

2Т, соответственно. С третье го выхода формирователя 4 на коммутатор

5 подаются импульсы длительностью

1/Й, для осуществления сброса реверсивного счетчика 9, их период следования равен Т . Эти импульсы также поступают на вход формирователя 19 управляющих импульсов, форйирующего сигнал для управления работой УВХ 18, Причем импульсы с перво-го и второго выходов формирователя

4 появляются синхронно и отстают по времени на 1/f от импульсов на третьем выходе. С выхода коммутатора

5, управляемого дешифратором 6, импульсы поступают на соответствующие входы второго делителя 8 частоты, в котором в зависимости от изменения величины температуры каждая иэ последовательностей импульсов, поступающая с формирователя 4, делится в соответствующее число раз (1, 2, З,...,n).

При появлении импульсов одновременно на управляющих входах 20 и 21 реверсивного счетчика 9 счетчик производит суммирование в течение 1 с импульсов, поступающих на его счетный вход с делителя 10. Далее через интервал Т на управляющем нходе

20 реверсивного счетчика 9 появляется импульс, а на управляющем входе

21 — нулевой сигнал, и реверсивный счетчик 9 производит вычитание импульсов, поступающих в течение с на счетный вход. В том случае, если величина изменения температуры за интервал l „ âbnnå порога чувствительности данного устройства, то в реверсивном счетчике 9 фиксируется чис ло, пропорциональное скорости изменения температуры, а цифровой индикатор 11 высвечивает это число и знак производной на своем табло.

Сброс информации в реверсивном счетчике 9 осуществляется сигналом

В поступающим на управляющий вход 22.

Если величина изменения температуры за интервал T„ ниже порога чувствительности устройства, то схема устроиства автоматически выбирает нужный интервал Т1, за который величина изменения температуры станет доступной для измерения. Это происходит следующим образом. Выход каждого разряда реверсивного счетчика 9 соединен с входом элемента И НЕ 12 и е если в реверсивном счетчике 9 записано нулевое число, то срабатывает эле, мент И-НЕ 12, и на его выходе появляется сигнал в виде "1 который поступает на вход элемента И 13.

Затем при появлении на втором входе элемента И 13 импульса с третьего выхода формирователя 4 на выходе р элемента 13 появляется импульс, длительность которого равна длительности импульса, поступившего на второй вход этого элемента. Этот импульс поступит на счетный вход счетчика

16, который управляет работой дешифратора 6, а дешифратор обеспечивает одновременное подключение выхода преобразователя 17 и формирователя

4 через коммутаторы 7 и 5 ко входам

20 делителей 10 и 8, обеспечивающих деление частоты поступающих импульсов в 2 раза. Если интервал Т опять окажется недостаточным для иэмерения величины изменения температуры, то

25 частота импульсов, поступающих с преобразователя 17 и формирователя 4 будет уменьшаться в 3, 4...,, n раэ, пока реверсивный счетчик 9 зафиксирует результат измерения, отличный

3р от нуля. Тогда на выходе элемента

И-HF, 12 появится нулевой уровень, который поступит на вход элемента НЕ

l4, а с выхода этой схемы единичный сигнал попадает на один иэ входов элемента И 15. При появлении очередного импульса с третьего выхода формирователя 4 элемент И 15 выдает импульс сброса на счетчик 16, и устройство готово для следующего измерения.

4р Если же величина изменения температуры окажется менее порога чувствительности и при интервале Т„, то на цифровом индикаторе появится "0", а сигнал с последнего заполненного разря45 да счетчика 6 сбросит его и подготовит к следующему измерению.

Формула и з о б р е т е н и я

50 Цифровой измеритель скорости изменения температуры, содержащий термопреобразователь, подкпюченный к входу усилителя, формировате.пь временных интервалов, вход которого соединен с выходом генератора ;актовых импульсов, а первьш, второй и третий выходы подключены к соответствующим входам первого коммутатора, дешифратор, выходы которсго соединены с входами

152547б

Составитель В. Куликов

Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

Редактор М.Келемеш

Заказ 7209/33 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 первого и второго коммутаторов, первый делитель частоты, входы которого соединены с выходами первого коммутатора, реверсивный счетчик, выходы которого подключены к индикатору, первый, второй и третий управляющие входы подключены к соответствующим выходам первого делителя частоты, а счетный вход подключен к выходу второ- 0 го делителя частоты, входы которого соединены с выходами второго коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены устройство выборки-хранения, преобразователь напряжение — частота, формирователь управляющих импульсов, счетчик, первый и второй логические элементы И, логический элемент НЕ и логический элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выход подключен к первому входу первого логического элемента И и через логический элемент НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого логического элемента И и третьим выходом формирователя временных интервалов, а выход подключен к управляющему входу счетчика, соединенному с выходом его старшего разряда, счетный вход счетчика соединен с выходом первого логического элемента И, а выходы подключены к входам дешифратора, при этом вход устройства выборки-хранения соединен с выходом усилителя, управляющий вход подключен через формирователь управляющих импульсов к первому выходу формирователя временных интервалов, а выход ч ере э преобраэов атель напряжение частота подключен к входу второго коммутатора.