Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить быстродействие и точность измерения температуры. По сигналу выходов блока 5 управления аналого-цифровой преобразователь /АЦП/ 6 преобразует напряжение И с выхода первичного измерительного преобразователя 1, пропорциональное температуре Θ, в код N, который записывается в реверсивный счетчик 7. Импульсы с частотой F<SB POS="POST">0</SB> поступают с выхода генератора импульсов 10 через первый ключ 12, управляемый триггером 8, на вычитающий вход счетчика 7 и вход двоичного умножителя 2, включающего в себя преобразователь кода в частоту 4 и реверсивный счетчик 3. На счетный вход счетчика 3 поступают через второй ключ 13 импульсы с частотой F<SB POS="POST">0</SB> с выхода делителя частоты 11. В момент обнуления счетчика 7 ключи 12, 13 закрываются, в двоично-десятичном реверсивном счетчике результата 9 формируется код, линейно связанный с измеряемой температурой. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 01 К 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.1 (21) 4291056/24-10 (22) 09.06.87 (46) 15.01.90. Бюл. Р 2 (71) Научно-производственное объединение "Энергия" (72) Л.В.Кренский (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 236061, кл. Г 01 К 7/16, 1967.

Авторское свидетельство СССР

Р 621971, кл. 0 01 К 7/02, 1977, „„SU„„1536218 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ TFMПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить быстродействие и точность измерения температуры. По сигналу выходов блока 5 управления аналогоцифровой преобразователь (АПП) 6 преобразует напряжение U с выхода первичного измерительного преобразователя 1, пропорциональное темпера1536218

15 (2) N =kU, туре 0, в код N, который записывается в реверсивный счетчик 7. Импульсы с частотой fz поступают с выхода генератора 10 импульсов через первый ключ 12, управляемый триггером 8, на вычитающий вход счетчика 7 и вход двоичного умножителя 2, включающего в себя преобразователь 4 кода н частоту и реверсивный счетчик 3. На

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам.для измерения температуры с коррекцией нелинейности термопреобразователей, и может быть испольэо- 20 .вано при точных измерениях температуры.

Целью изобретения являетоя повышение быстродействия и точности измерения. 25

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения температуры содержит первичный измерительный преобразователь 1, преобразующий тем- 30 пературу в напряжение, двоичный умножитель 2, включающий в себя соединенные кодовыми шинами реверсивный счетчик 3 и преобразователь 4 кода в частоту частотный вход и выход которого

35 являются соответственно входом и выходом двоичного умножителя 2, блок

5 управления, аналого-цифровой преобразователь 6, реверсивный счетчик 7 триггер 8 двоично-десятичный

У 1

40 счетчик 9 результата измерения (например, выполненный реверсивным), генератор 10 импульсов, делитель

11 частоты, первый ключ 12 и второй ключ 13.

Для большинства применяемых первичных измерительных преобразователей температуры в напряжение связь между температурой 8 и выходным сигналом преобразователя U может

50 быть представлена в виде

9=Ь„+Ь,U + Ь U (1) где Ь Ь и Ъ вЂ” постоянные коэфо фициенты.

В начале цикла измерения импульс напряжения с первого выхода блока

5 управления, поступающий на шину счетный вход счетчика 3 поступают через второй ключ 13 импульсы с частотой fo с выхода делителя 11 частоты. В момент обнуления счетчика 7 ключи 12, 13 закрываются, в двоичнодесятичном реверсивном счетчике 9 результата формируется код, линейно связанный с измеряемой температурой.

1 иле запуска аналого-цифрового преобразователя 6, запускает последний, на выходе которого устанавливается параллельный код N пропорциональный выходному напряжению U первичного измерительного преобразователя 1: где k — коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя.

С задержкой, равной быстродействию аналого-цифрового преобразователя 6, импульс напряжения с третьего выхода блока 5 управления, поступающий на шины записи реверсивных счетчиков 3, 7 и 9, производит в реверсивных счетчиках 3 и 9 запись чисел, соответствующих кодам их начальных уставок, шины которых соединены с информационными входами этих счетчиков, а в реверсивном счетчике 7 запись числа, соответствующего выходному коду аналого-цифрового преобразователя 6. Вслед эа записью чисел импульс напряжения с второго выхода блока 5 управления, поступающий на вход "Установка единицы" триггера 8, переводит триггер 8 в единичное состояние, благодаря чему высокий уровень напряжения, устанавливаемый на его выходе и поступающий на управляющие входы ключей 12, 13, дает разрешение на прохождение через них имI пульсов с частотами f и f „поступающими на их входы с выходов генератора 10 импульсов и делителя 11 частоты.

Импульсы с частотой f, поступая с выхода первого ключа 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 7, уменьшают ранее записанное в нем

1536218 ï

N,= $ f . de=

0 т„

-р (B, tf t). dt. о о число N. В момент перехода этого счетчика через нуль на его нулевом выходе возникает импульс напряжения, который поступая на вход установка

У

5 нуля" триггера 8, возвращает последний в исходное нулевое состояние.

При этом на выходе триггера 8 формируется импульс длительностью (6) Если начальная уставка двоичнодесятичного реверсивного счетчика ! 9 результата измерения равна В то к концу времени преобразования

la нем фиксируется число импульсов равное

N kU

Т = ——

fî, (3) Одновременно с началом формирования временного интервала импульсы с частотами f и f, с выходов ключей

I 15

12, 13 поступают соответственно на частотный вход преобразователя 4 кода в частоту и на счетный вход реверсивного счетчика 3 двоичного умножителя 2. Выходная частота двоичного умножителя, равная выходной частоте преобразователя 4 кода в частоту, определяется из выражения (7) =Во +11у °

Подставляя выражение (6)- в (7) и учитывая, что f 0 =f /k >, где коэффициент деления делителя 11, получим

k В1 k

N = + ====U+ — — -U .

3 П+ <

2 ° k< (8) (4) . 25

f0

=1 И = --- N м

При соблюдении равенств выходной код реверсивного счетчика 3; коэффициент преобразования преобразователя 4 кода в частоту; число разрядов преобразователя 4 кода в частоту, равное числу разрядов реверсивного счетчика 3.

ГДЕ И1

Вс.Ь = — —— (у

k В

2ь в

Ь =

k, k

Ь=- — — ——

ТТ41

2 -k,d

30 (9) что легко достигается соответствующим выбором величин k, k, В „будет выполняться соотношение

Если начальная установка реверсивного счетчика 3 равна В,, то в каждый момент времени t в интервале преобразования Тд выходной.код реверсив- 40 ного счетчика 3, поступающий на кодовые шины преобразователя 4 кода в частоту, будет равен

И вЂ”,1 В (10) где 0 — коэффициент пропорциональности, Для удобства отсчета коэффициент выбирается кратным десяти,а в силу того, что результат измерения температуры представляется в двоично-десятичном коде, отсчет этого результата при цифровой индикации не вызывает затруднений.

Блок 5 управления может быть выполнен в виде распределителя импульсов, формирующего на своих выходах последовательность управляющих импульсов в соответствии с алгоритмом ! работы устройства.

N1= В, +f, (5) 45

С частотного выхода двоичного умножителя 2 на счетный ВХОД ДВОи 4но 55 десятичного реверсивного счетчика 9 результата измерения за время преобразования Т„ пройдет число импульсов

N, равное

Режимы счетчиков 9 и 3 определяют ся, исходя из знаков полярности первой и второй производных функции преобразования (1). Реверсивный счетчик 9 результата измерения должен

В этом выражении знак "+" будет стоять при подключении выхода ключа

13 к суммирующему входу реверсивного счетчика 3, а знак "-" — при подклю- 50 чении к вычитающему входу реверсивного счетчика 3.

1536218

1О

Составитель В.Куликов

ТехРед М,Дидык Корректор С.Черни

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 101 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 устанавливаться в режим сложения, если первая производная функции преобразования положительна, и в режим вычитания, если первая производная функции преобразования отрицательна.

В первом случае функция преобразования монотонно возрастает, во второммонотонно убывает °

Реверсивный счетчик 3 устанавливается в режим сложения, если знак ! произведения первой и второй произ, водных положителен, и в режим вычитания, если — отрицателен, 15

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее первичный измерительный преобразователь, подключенный к входу аналого-цифрового преобразо-! вателя, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход соединен с информационным входом реверсивного счетчика, двоичный умножитель, включающий в себя соединенные кодовыми шинами счетчик импульсов и преобразователь кода в частоту, генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены двоично-десятичный счетчик результата измерения, делитель частоты, первый ключ, второй ключ и триггер, вход "Установка единицы" которого соединен с вторым выходом блока управления, выход подключен к управляющим входам ключей, а вход

"Установка нуля" соединен с нулевым выходом реверсивного счетчика, вход, записи которого подключен к третьему выходу блока управления, соединенному с входами записи счетчика двоичного умножителя и двоично-десятичного счетчика результата измерения, счетный вход которогб соединен с выходом преобразователя кода в частоту двоичного умножителя, вход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и выходом первого ключа, при этом выход генератора импульсов подключен к входу первого ключа и входу делителя частоты, выход которого через второй ключ соединен со счетным входом счетчика двоичного умножителя.