Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для измерения температуры окружающей среды . Целью изобретения является повышение разрешающей способности устройства . Устройство содержит резистивный датчик температуры и преобразователь значения температуры в частоту. В преобразователь введена электроакустическая линия 4 задержки, включенная между выходом управляемого мультивибратора 3 и входом усилителя 5, соединенного выходом с управляющим входом ждущего мультивибратора 2. Выход ждущего мультивибратора 2 соединен с управляющим входом управляемого мультивибратора 3. Указанные элементы образуют высокостабильное электроакустическое кольцо, циклическая частота которого управляется терморезистором , служащим датчиком температуры . 1 ил. (Л

СОНИ СОВЕТСКИХ

C0UW

РЕСПУБЛИН

0 А1

0% (И) yqyq С 01 К 7i00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНР1ЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

К АеторСКОмм СвиДктальСтвь

1 (21) 4844963/10 (22) 06.04.90 (46) 30.05.92. Бюл.. и 20 (71) Южное отдеЛение Института океанологии им. П.П.0иршова (72) Е.Д.Попов (53) 536.532(088.8) (56) 1. Коломбет Е.А. Таймеры. М,:

Радио и связЬ, 1983, с. 117.

2. Виглеб Г. Датчики. М.: Мир, 1989, с, 36, 37. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение предназначено для. измерения температуры окружающей среды. Целью изобретения является повышение разрешающей способности устрой"

2 ст ва . Уст ройст во содержит резистивный датчик температуры и преобразова" тель значения температуры в частоту.

В преобразователь введена электроакустическая линия 4 задержки, включенная между выходом управляемого мультивибратора 3 и входом усилителя 5,соединенного выходом с управляющим входом ждущего мультивибратора 2.

Выход ждущего мультивибратора 2 соединен .с управляющим входом управляемого мультивибратора 3. Указанные элементы образуют высокостабильное электроакустическое кольцо, циклическая частота которого управляется терморезистором, служащим датчиком температуры. 1 ил. 9

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке приборов для измерения температуры окружающей среды.

Известен измеритель температуры, датчик которого служит управляющим элементом мультивибратора — автогенератора (1). Изменение частоты автогенератора пропорционально изменению температуры.

В качестве прототипа взят температурно-частотный преобразователь, содержащий те морезистор и КИОП-муль15 тивибратор 2 . В данном измерителе температуры датчик также управляет частотой генератора, выполненного на базе мультивибратора.

Недостаток измерителя, принятого 2О за прототип, а также других устройств такого типа заключается в невысокой разрешающей способности измерений изэа собственной нестабильной частоты генератора, входящего в его состав °

Как известно, стабильность частоты

Дй/f, представляющая отношение откло- нения частоты 5f от среднего значения

f при неизменности параметров внешней среды и схемы, для генераторов гармонических колебаний на RC — (Rэлектрическое сопротивление, С - емкость конденсатора) не превышает 1010, а для генераторов на LC-контурах (L — индуктивность контура) не превышает 10 -10 В высококачест- 35 венных импульсных генераторах это — % значение может достигать 3 10, что соответст вует погрешности преобразования 0,034.

I

Таким образом, в известных измерителях физических параметров не обеспечивается измерений с погрешностью, меньшей, чем 0,1-0,033 от измеряемой величины.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее ждущий мультивибратор, выполненный с термистором в его управляющей цепи и подключенный выходом к управляющему входу управляемого мультивибратора, и усилитель, соединенный

Ы выходом с выходной шиной, введена электроакустическая линия задержки, ! выполненная в виде пьезокерамических преобразователей и размещенной

1737230 4 между ними трубки, заполненной водно глицериновой смесью.

Указанные выше блоки устройства, соединенные в кольцо, образуют импульсно-циклический генератор, управляемый датчиком температуры. Стабильность электроакустической линии задержки очень высока и достигает вели6 -7 чины 10 -10 . Включение перестраиваемого устройства задержки в цепь электроакустического кольца позволяет запускать его высокостабиль ными импульсами, а срез высокостабильного импульса определяет высокую начальную точность срабатывания перестраиваемого устройства задержки. Так как мультивибратор является ждущим, стабильность частоты преобразователя сохраняет требуемый высокий уровень. Сброс импульса производится измеряемым параметром: температурой.

По имеющимся сведениям генераторы импульсов, электроакустические линии задержки и перестраиваемые устройства задержки не применялись ранее для повышения разрешающей способности измерителей физических параметров.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства для измерения температуры.

Датчиком устройства служит термистор 1, включенный в управляющую цепь ждущего мультивибратора 2. В электроакустическое кольцо входят генератор 3 импульсов, линия 4 задержки и . усилитель 5. Генератор. импульсов представляет собой мультивибратор, собственная частота которого несколь. ко ниже рабочего диапазона частот измерителя. Линия 4 задержки содержит герметичный трубчатый корпус 6, закрытый с обоих концов пьезокерамическими преобразователями 7 и 8. Корпус заполнен водно-глицериновой смесью, скорость звука в которой в минимальной степени изменяется от температурных колебаний окружающей среды.

Длина акустического элемента и характеристики термистора 1 выбираются такими, чтобы задержка в акустическом элементе превышала максимальную задержку в ждущем мультивибраторе 2.

Электроакустическое кольцо снабжено отводом 9 для съема частотных сигналов.

Устройство работает следующим образом. Излучающий преобразователь 7, возбуждаемый генератором 3, посыла1737280

Составитель Е,Попов

Редактор Т.Лошкарева Техред A,Kðàâ÷óê Корректор С.Шекмар.

Заказ 1884 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,:1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ет в акустический элемент звуковой импульс. Этот звуковой импульс достигает приемного преобразователя 8 и трансформируется в электрический импульс, усиливаемый усилителем 5. Задержка на акустическом элементе линии 4 задержки постоянна и имеет высокий показатель стабильности. По срезу электрического импульса от усилителя 5 запускается ждущий мультивибратор 2. Ilo заднему фронту импульса ждущего мультивибратора, длительность которого определяется состоянием термистора 1, снова запускается генератор 3 импульсов и начинается новый цикл. Таким образом, общая дли- . тельность цикла регулируется термистором 1, в результате чего снимаемая на от оде 9 частота электрических колебаний в электроакустическом кольце пропорциональна значению измеряемой температуры. Особенность импульсно-циклического измерителя температуры заключается в том, что, благодаря многократному прохождению импульсов через ждущий мультивибратор, происходит статистическое усреднение разброса значений длительности его задержки. Такое усреднение разброса позволяет еще более повысить точность выполняемых измерений.

Предлагаемая конструкция устройства для измерения температуры имеет

-6 стабильность 10 -1О, что по крайней мере на два порядка выше, чем у прототипа. Простота и малогабаритность конструкции позволяют создавать удобные и высокоточные физические приборы, имеющие более низкую стоимость по сравнению с существующими.

Формула изобретения

Устройство для измерения темпера" туры, содержащее ждущий мультивибратор, выполненный с термистором в его управляющей цепи и подключенный выходом к управляющему входу управляемого мультивибратора, и усилитель, соединенный выходом с выходной шиной, отличающееся тем, что,с целью повышения точности измерения, в него введена электроакустическая линия задержки, включенная между выходом управляемого мультивибратора и входом усилителя, соединенного выходом с управляющим входом ждущего мультивибратора, причем электроакустическая линия задержки выполнена в виде пьезокерамических преобразователей и размещенной между ними трубки, запол-. ненной водно-глицериновой смесью.