Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 62I97I

Союз Советских

Социалистических т еспуолик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.02,77 (21) 2452972/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. Кл.

G 01К 7/02

G 01К 7/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень № 3 (53) УДК 536 53 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 08.08.78 (72) Авторы изобретения

Н. И. Грибок, 3. Я. Монастырский, Е. С. Полищук и В. И. Пуцило

Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области термометрии, например к измерению температуры с использованием термоэлектрических термометров и термометров сопротивления.

Известно устройство для измерения тем- 5 пературы, содержащее первичный измерительный преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, генератор импульсов и счетчик (1).

Однако известное устройство может работать только в комплекте с терморезистором, что ограничивает область применения устройства, а кроме того, оно обладает недостаточной точностью измерения, 15

Наиболее близким по технической сущности к данному предложению является устройство для измерения температуры, содержащее первичный измерительный преобразователь, подключенный ко входу аналого- 20 цифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, а выход подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, и селектор, ко входам которого подключены вы- .25 ход блока управления и выход генератора импульсов (2).

Однако известное устройство обладает ограниченной областью применения и существенной погрешностью аппроксимации. 30

Целью изобретения является расширение области применения устройства.

Для этого в устройство дополнительно введен двоичный умножитель частоты, два входа которого подключены к выходу селектора, а выход подсоединен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выход нуля которого соединен с третьим входом селектора. Двоичный умножитель частоты содержит по два счетчика, блок схем совпадения и собирательную схему, выход которой является выходом умножителя, а ее входы подсоединены к выходам блока схем совпадения и ко входам счетчиков, образующих вход умножителя, Информационные выходы счетчиков подключены ко входам блока схем совпадения.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Она включает первичный измерительный преобразователь 1, аналого-цифровой преобразователь 2, реверсивный счетчик 3, блок 4 управления, счетчик 5, блок 6 схем совпадения, собирательную схему 7, счетчик

8, селектор 9, генератор 10 импульсов и двоичный умножитель 11 частоты.

Устройство работает следующим образом.

В первом такте работы выходной параметр первичного измерительного преобразователя 1 преобразуется посредством анало621971 го-цифрового преобразователя 2 в единичный код

N1 —— ICf (О), где аО, аь а2 — постоянные коэффициенты.

Если начальная уставка в реверсивном 20 счетчике УΠ— КаО, то число, записанное в нем, в конце первого такта преобразования будет

N, = — К{а,О+а,О ). {1)

Во втором такте преобразования, который начинается непосредственно после окончания первого, селектор 9 пропускает импульсы генератора на входы счетчиков 5, 8 и собирательной схемы.

Если частота генератора 10 — Д, то за время 4р второго такта преобразования на суммирующий вход реверсивного счетчика пройдет

1 (4. + (о) « число импульсов, УО ) 4 где / „= „ выходная частота двоичного

У 2п

40 умножителя частоты; и — количество общих разрядов счетчиков 5 и 8;

Л вЂ” число, записанное в счетчике 5.

Если начальная уставка счетчика 5 — 45 число N„, то в каждый данный момент времени t второго такта 4 6+fО

fO (б + ) 0 )

-)и 50 и

В этом случае

1др (д ()) + A)) f ) « о

55 и 2 2

2 +Ngfd + f0 лр

2п О "р 2п+1 запи- 50 такта

Если положить /О4р — — N — число, санное в счетчике 8, к концу второго преобразователя, то получим

2п 1 у + б у уз

2п 2ï+1

{2)

65 где 0 — измеряемая температура; 5

К вЂ” коэффициент преобразования блока 2.

Селектор 9 закрыт для прохождения импульсов генератора 10 сигналом с выхода блока управления. 10

Для большинства широко применяемых в термометрии ПИП (платиновые термометры сопротивления, термоэлектрические термометры, некоторые частотные датчики) функция преобразования f (6) — описывается не- 15 линейной зависимостью вида

/ {0) = а, + а,H + a,О, Конец второго такта задается реверсивным счетчиком в момент его перехода через нуль, т. е. в момент выполнения равенства

1 Л б! — 1 Л О1

При этом из выражений (1) и (2) получаем

Ка,H+Aa,8* = „ N+ „„N .

2п —, Ф

1 при соблюдении раОткуда видно, что венств

2п+ Фб а,=

2п

2п+1 g

Ка = будст выполняться соотношение N = кО, где а — коэффициент пропорциональности.

То есть в счетчике 8 мы получим код, равный числовому эквиваленту температуры.

При этом погрешность линеаризации не превышает единицы дискретности измерения.

Таким образом, введение в схему двоичного умножителя частоты позволяет строить универсальные цифровые термометры, работающие с различными типами датчиков температуры, термопарами и термометрами сопротивления.

Кроме того, к генератору импульсов не предъявляются высокие требования к стабильности и точности, что позволяет снизить погрешность измерения.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения температуры, содержащее первичный измерительный преобразователь, подключенный ко входу аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, а выход подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, и селектор, ко входам которого подключены выход блока управления и выход генератора импульсов, отлич ающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него дополнительно введен двоичный умножитель частоты, два входа которого подключены к выходу селектора, а выход подсоединен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выход нуля которого соединен с третьим входом селектором.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, двоичный умножитель частоты содержит два счетчика, блок схем совпадения и собирательную схему, выход которой является выходом умножителя, а ее входы подсоединены к выходам блока схем совпадения и ко входам счетчиков, образующих вход умножителя, причем информационные выходы счетчиков подключены ко входам блока схем совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

62197!

Составитель А. Тереков

Техред О. Тюрина

Редактор Е. Дайч

Корректор Н. Федорова

Заказ 1507/8 Изд. № 588 Тираж 799

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

1. Авторское свидетельство СССР № 236061, кл. б 01К 7/16, 1967.

2. Ермолов P. С. Цифровые частотомеры.

М., «Машиностроение», 1973, с. 138 — 140, рис. 5 — 12.