Цифровой измеритель температуры

(53) 536,53(088,асъ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к областитемпературных измеренийЦель изобретения " повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения скорости изменения температуры, а также упрощение процессанастройки цифрового измерителя, Вследствие того, что после прихода импульса тактового генератора 13 сигналесли выбрать Бр Бо 1(21 ) при Б =. то Б = Т, т.е, получим прямой цифровой отсчет измеряемой температуры.При этом вследствие того, что послеприхода второго импульса тактовогогенератора 13 сигнал на инверсном выходе второго триггера 22 устанавливается в единичное состояние, он, поступая через четвертый выход распределителя 14 на один из входов второго элемента И 17, разрешает прохождение сигнала с выхода нуль-органа 8через его другой вход на выход и далее на вход блока 39 формированиязаднего фронта, В результате в моментокончания второго такта преобразования на выходе блока 19 сформируетсяимпульсный сигнал записи, позволяющий снимать информацию о величине свыходов реверсивного счетчика 11 измеряемой температуры и об ее знакес инверсного выхода триггера 16 знака. 30 При этом настройка преобразователя на конкретный термопреобразователь, как видно из выражений (20) и (,21), заключается в установке соответствующих значений сопротивления дополнительного и эталонного резисторов. Это упрощает настройку по сравнению с известным устройством, где настройка на требуемый коэффициент преобразования требует пошагового подбора кода установки. Кроме то" го, при изменении сопротивления дополнительного резистора можно изменить уровень температуры, относительно которого будет измеряться прираще 45 ние температуры. При этом вследствие независимости коэффициента преобразования от изменения величины сопротивления дополнительного резистора при изменении уровня, относительно которого измеряется приращение температуры, не требуется дополнительной настройки коэффициента преобразования, Это позволяет использовать предложенный измеритель для измерения приращения температуры относительно уровня температуры, величина которого изменяется, Кроме того, измеритель можно использовать для измерения ск орос ти и змеи ения температуры.В положении переключателя 18 режима работы "Скорость изменения температуры , при котором его выход соединен с его вторым входом, во втором такте преобразования на вход интегратора 7 подается напряжение не с дополнительного резистора 6 а как и в первом такте преобразования вновь с термопреобразователя 5, При этом число, записанное в счетчике, будет определяться выражением.где 11 ,И - средние напряжения надатчике температуры за время прохождения 1000 импульсов, переполняющихсуммирующий счетчик 12 соответственно в первом и во втором такте преобразования с учетом: Б = (Б + Ж Т 1 ),П. = Т(ао+ о Т) Пэ = ТВ,Т, и Т - средние значения температуры термопреобраэователя за период интегрирования напряжения, падающего нанем соответственно в первом и второмтакте преобразования( М(Т, - Т,)И =--- 1000 . (22)си ВэЭто значит, что в реверсивном счетчике 11 будет записано число, пропорциональное временному приращениютемпературы за период тактового генератора.Если изменение температуры за период тактового генератора линейно зависит от времени, то полученный результат является значением скоростиизменения температуры. При этом информация о направлении изменения температуры заносится в триггер знака.Существенно, что информацию о величине скорости изменения температурыможно снимать с измерителя сразу жепосле окончания преобразования и нетребуется время для ее дополнительной обработки,Формула изобретенияЦифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, источник тока, первый и второй выходы которого соединены со ответственно с первым и вторым входами первого аналогового ключа, эталонный резистор, первый вывод которого19 20 10 13649 подключен к первому выходу источника тока, а второй вывод - к первому выводу термопреобразователя сопротивления, интегратор, первый вход которого соединен с выходом первого аналогового ключа, второй - с вторым выводом эталонного резистора, а выход через нуль-орган подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетному входу реверсивного счетчика, триггер знака, формирователь заднего фронта, выход которого является выходом записи измерителя температуры, и распределитель, первый вход которого соединен с выходом тактового генератора, первый выход подключен к управляющему входу первого аналогового ключа, а второй выход соединен с первым входом схемы ИЛИ, причем распределитель включает в себя первый триггер, Р-вход которого и выход соответственно являются 25 первыми входом и выходом распределителя, второй триггер, и элемент ИЛИ, первый вход и выход которого соединены соответственно с Р- и С-входами первого триггера, а второй вход явля- О ется вторым входом распределителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения ско 35 рости изменения температуры, в него введены второй элемент И, второй аналоговый ключ, переключатель режима работы, дополнительный резистор и суммирующий счетчик, счетный вход ко О торого соединен с выходом первого элемента И, вход установки в "0" - с выходом тактового генератора, а выход переполнения подключен к второму входу Распределителя, первый и пятый 45 выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами переключателя режимов, выход которого подключен к управляющему входу второго аналогового ключа, выход которого соединен с первым входом первогоаналогового ключа, а первый и второй входы соединены соответственно с вторым выводом термопреобразователя сопротивления и первым выводом дополнительного резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом термопреобразователя сопротивления,причем вход управления реверсивного счетчика подключен к В-входу и инверсному выходу триггера знака, выход переноса соединен с вторым входом схемы ИЛИ, выход которой подключен кС-входу триггера знака, а вход установки в "0" реверсивного счетчика соединен с единичным входом триггера знака и с третьим выходом распределителя, четвертый выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выходподключен к входу блока формированиязаднего фронта, при этом распределитель дополнительно содержит первый,второй и третий элементы И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второго триггера и его Р-входом, соединенньп 4 с инверсным выходом, а вторые входы первого и второго элементов И подключены к С-входу второго триггера, соединенного с Р-входом первого триггера, прямой выход которого соеди. нен с вторым входом третьего элемента И, выходы первого, второго итретьего элементов И являются соответственно вторьв, третьим и пятымвыходами распределителя, а инверсныйвыход второго триггера являетсячетвертьи выходом распределителя,1364910 Фиг Составитель В, Техред М.Дидык ова Коррект В, Данко аз 6585/3 оизводственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная Тираж 607 ИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж,Подписноекомитета СССРи открытийаушская наб., д,4/)3 на инверсном выходе триггера 22 устанавливается в "1", он, поступая через выход распределителя 14 на один из входов элемента И 17, разрешает прохождение сигнала с выхода нуль- органа 8 через его другой вход на выход и далее на вход блока 19 формирования заднего Фронта, На выходе последнего Формируется импульсный сигнал записи, позволяющий снимать инФормацию о величине измеряемой температуры с выходов реверсивного счетчика 11 и об ее знаке с инверсного выхода триггера )6 знака, Настройка 649)0устройства на конкретный термопреобразователь заключается в установке соответствующих значений сопротивления резистора 6 и эталонного резистора 2. При изменении сопротивления резистора 6 можно изменить уровень температуры, относительно которого будет измеряться приращение температуры. В счетчике 11 будет записано число, пропорциональное временному приращению температуры за период тактового генератора 13. Информация о направлении изменения температуры заносится в триггер )6 знака, 2 ил.Изобретение относится к области температурных измерений и предназначено для измерения температуры и скорости ее изменения,Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения скорости изменениятемпературы, а также упрощение процесса настройки цифрового измерителя,На фиг. приведена структурнаясхема цифрового измерителя температуры; на Фиг.2 - временные диаграммывыходных напряжений элементов измерителяЦифровой измеритель температурысодержит источник 1 тока, эталонныйрезистор 2, первый 3 и второй 4 аналоговые ключи, термопреобразователь 5сопротивления, дополнительный резистор 6, интегратор 7, нуль-орган 8,первый элемент И 9, генератор 10 импульсов, реверсивный счетчик 11,суммирующий счетчик 12, тактовый генератор 13, распределитель 14, схемуИЛИ 1 5, триггер 16 знака, второй элемент И 17, переключатель 18 режимаработы и блок 19 формирования заднего фронта, выход которого являетсявыходом сигнала записи измерителя,Распределитель 14 содержит эле"мент ИЛИ 20, первый 21 и второй триггер 22, первый 23, второй 24 и третий 25 элементы И,Интегратор 7 в конкретном варианте выполнения может содержать опера 5 10 1 г, 20 25 30 35 ционный усилитель 26, к инвертирующему входу которого подключены одна из обкладок конденсатора 27, один из выводов диода 28 и один из выводов первого резистора 29, Другой вход резистора 28 является первым входом интегратора 7. Один из входов второго резистора 30 подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 26, а другой является вторым выходом интегратора 7. Выход операционного усилителя 26 соединен с другой обкладкой конденсатора 27 и вторым выводом диода 28 и является выходом интегратора 7Реверсивный счетчик 11 в конкретном варианте выполнения может содержать инвертор 31, первую 32 и вторую 33 схемы И, последовательно соединенные первый 34, второй 35 и третий 36 реверсивные счетчики-делители на 10, работающие в двоично-десятичном коде с предварительной записью информации, например типа 155 ИЕ 6, схему И 37 и элемент 38 формирования заднего фронта, Одни из входов первой 32 и второй 33 схем И соединены между собой, а точка их соединения является счетным входом реверсивного счетчика 11, Вход инвертора 31 и другой вход второй схемы И 33 соединены между собой, а точка их соединения является управляющим входом реверсивного счетчика 11, Выход инвертора 31 подключен к другому входу первой схемы И 32. Суммирующий вход первого3 13649 счетчика 34 подключен к выходу первой схемы И 32, вычитающий вход - к выходу второй схемы И 33, информационный вход предварительной записи пер 5 вого разряда Д 1 - к шине единичного сигнала, выход переполнения - к суммирующему входу второго счетчика 35, а выход опорожнения - к вычитающему входу второго счетчика 35. Суммирующий вход третьего счетчика 35 соединен с выходом переполнения второго счетчика 35, а вычитающий - с выходом опорожнения второго счетчика 35, выход опорожнения - с одним из входов схемы И 37, а выход переполненияс другим входом схемы И 37. Выход схемы И 37 через элемент 38 формирования заднего фронта подключен к управляющим входам записи первого 34, второго 35 и третьего 36 счетчиков и является выходом переноса реверсивного счетчика 11.Нулевые входы первого 34, второго 35 и третьего 36 счетчиков-дели телей соединены между собой, а точка их соединения является нулевым входом реверсивного счетчика 11, Информационный вход четвертого разряда первого счетчика 34, а также информа- ЗО ционные входы первого и четвертого разрядов второго 35 и третьего 36 счетчиков соединены между собой и подключены к входу инвертора 31. Информационные входы второго и третьего разрядов всех трех счетчиков 34- 36 соединены между собой и подключены к шине нулевого сигнала. Выходы счетчиков 34-36 являются выходами реверсивнсго счетчика 11. Причем 4 О младший первый разряд первого реверсивного счетчика-делителя 34 является выходом младшего разряда реверсивного счетчика 11, а выход старшего четвертого разряда счетчика 36 - вы 45 ходом старшего разряда реверсивного счетчика 11.Суммирующий счетчик 12 в конкретном варианте выполнения содержит последовательно соединенный первый 39, второй 40 и третий 41 счетчики-делители на 10, например типа 155 ИЕ 1 . Причем счетный вход первого счетчика 39 является счетным входом суммирующего счетчика 12, его выход подЮ ключен к счетному входу второго счетчика 40. Счетный вход третьего счетчика 41 подключен к выходу второго счетчика 40, а выход третьего счет 10 4чика 41 - к элементу 42 формирования заднего фронта, выход которого является выходом суммирующего счетчика 12Нулевые входы первого 39, второго 40 и третьего 41 счетчиков соединены между собой, а точка их соединения является нулевым входом суммирующего счетчика 12.цифровой измеритель температуры работает следующим образом. Первоначально выход первого 20 и инверсный выход второго 21 триггеров распределителя 14 находятся в нулевом состоянии.,Первый импульс тактового генератора 13, временная диаграмма сигнала на выходе которого представлена на графике 43 (фиг.2),пройдя через первый вход распределителя 14, своим передним фронтом меняет состояние прямого выхода второго триггера 21 с единичного на нулевое, а инверсного - с нулевого на единичное. При этом первый импульс тактового генератора 13 пройдет через вторую схему И 24, через третий выход распре. делителя 14 на нулевой вход реверсивного счетчика 11 и установит его разряды в исходное нулевое состояние и на единичный вход триггера 16 знака и установит его инверсный выход также в нулевое сОстояние.Нулевой сигнал с инверсного выхода триггера знака 16, поступая через вход управления реверсивного счетчика 11 непосредственно на один из входов схемы И 33, блокирует прохождение импульсного сигнала со счетного входа реверсивного счетчика 11 через вторую схему И 33 на вычитающий вход первого счетчика 34, а поступая через инвертор на один из входов первой схемы И 32, открывает путь прохождения импульсного сигнала со счетного входа реверсивного счетчика 11 на суммирующий вход первого счетчика 34. Таким образом, в момент появления первого импульса тактового генератора реверсивный счетчик сбрасывает предыдущее значение, записанное в нем, устанавливается в исходное нулевое состояние и подготавливается к работе в режиме суммирования. При этом первый Импульс тактового генератора 13, поступая на нулевой вход дополнительного счетчика 12, устанавливает и его в исходное нулевое состояние, Одновременно первый импульс13649 1йВ 55 где О,тактового генератора поступает через первый вход распределителя 14 наР-вход первого триггера 21 непосредственно, а на его С-вход - через эле- .мент ИЛИ 20, т.е, с задержкой относи 5 тельно прихода на Р-вход, В результате выходной сигнал первого триггера 21 принимает единичное значение.Этот сигнал поступает через первый выход распределителя 14 на управляющий вход первого аналогового ключа 3, При этом первый аналоговый ключ 3 отключает от своего выхода, соединенного с первым входом интегратора 7, вывод эталонного резистора 2, соединенный с первым выходом источника 1 тока и подключает к нему выход второго аналогового ключа 4, соединенный с вторым выходом источника 1 20 тока.Вследствие того, что единичный сигнал с инвертирующего выхода второго триггера 22 распределителя 14, поступая на один из входов третьей 25 схемы И 25, разрешает прохождение сигнала с выхода первого триггера 21 через другой вход третьей схемы И 25 на ее выход, являющийся пятым выходом распределителя 14, одновременно 30 с единичным сигналом на первом выходе распределителя 14 появится единич" ный сигнал и на его пятом выходе.При этом независимо от положения переключателя 18 режима работы единичный сигнал поступит и на управляющий вход второго аналогового ключа 4 и подключит к выходу второго аналогового ключа 4 его первый вход, соединенный с вторым выводом термопреобразовате ля 5 сопротивления. В результате к первому входу интегратора 7 окажется подключенным второй вывод термопреобразователя 5 сопротивления, соединенный с вторым выходом источника 1 45 тока, Вследствие того, что второй вход интегратора 7 соединен с первым выводом термопреобразователя сопротивления, через первый резистор 29, подключенный к инвертирующему входу 50 операционного усилителя 26 интегратора 7, начнет протекать ток напряжение, создаваемоетоком источника 1 на термопреобразователе 5 сопротивл ения; сопротивления резистора 29.Этот ток, протекая через конденсатор 27, стоящий в отрицательной обратной связи операционного усилителя,заряжает его. При этом напряжение навыходе операционного усилителя начинает меняться по закону1 1 Ц+С Вогде С - величина емкости конденсатора 27;Ь 1 - значение исходного напряжения на выходе операционногоусилителя, определяемого величиной напряжения, падаю"щего на диоде 28,Диод 28 служит для ограничения отрицательного выходного напряженияоперационного усилителя 26, Это сокращает время изменения выходного напряжения интегратора от исходногоуровня до значения, при котором срабатывает нуль-орган и начинается процесс преобразования температуры вкод, т,е, введение диода 28 сокращает время преобразования. Второй резистор 30 служит для устранения смещения нуля операционного усилителя 26,создаваемого его входным током поинвертирующему входу. Для этой целивеличины сопротивлений резисторов 29и 30 устанавливают равными.В момент достижения выходным напряжением интегратора 7 нулевогоуровня начинается первый такт преобразования, При этом нуль-орган 8 срабатывает, и на его выходе сигнал изменяется с нулевого уровня на единичный. Этот сигнал, поступая на одиниз входов элемента И 9, разрешаетпрохождение сигнала с импульсного генератора 10 через другой вход элемента И 9 на его выход и,далее на счетные входы дополнительного 12 и реверсивного 11 счетчиков. При прохождении 1000 импульсов, так как дополнительный счетчик 12 состоит из трехпоследовательнб включенных счетчиков-делителей 39-41 на 10, на его выходе сформируется импульсный сигналпереполнения. Этот сигнал, поступаячерез второй вход распределителя 14и элементы ИЛИ 20 на С-вход первоготриггера 21, сбрасывает его выходв нулевое состояние, так как послеокончания первого импульса тактовогогенератора на его Э-входе присутство(2) 35 Далее интегратор начинает интегрировать противоположное по полярностинапряжение Уэ на эталонном резисторе 2. При этом выходное напряжениеинтегратора 7 начнет уменьшаться позакону: 40 где С - текущее время, прошедшее смомента подключения к входуинтегратора 7 напряжения Ьна эталонном резистора 2.С учетом Б = сопзС, имеем: 50(4) При повторном достижении выходным напряжением интегратора 7 нулевогоЮ уровня срабатывает нуль-орган 8. Сигнал на его выходе меняется с единичного на нулевой, что блокирует прохождение сигнала с импульсного генера 7 13649вал сигнал .нулевого уровня, При этомвторой аналоговый ключ 4 отключаетот источника 1 тока термопреобразователь сопротивления и подключает кнему дополнительный резистор 6,Обесточивание термопреобразователя сопротивления сразу после интегрирования напряжения, падающего нанем, ведет к меньшему его разогревуизмерительным током, что повышаетточность преобразования температурыпри последующих измерениях, Одновременно первый аналоговый ключ 3 отключает от первого входа интегратора 7 выход второго аналогового ключаи подключает к нему вывод эталонногорезистора 2, соединенного с первымвыходом источника 1 тока. Выходноенапряжение интегратора У, к этому моменту достигает значения. (с.) =+-- .,Огде С - время прошедшее от достижео У25ния выходным напряжениеминтегратора нулевого уровня,т.е, от момента первого срабатывания нуль-органа домомента прохождения 1000 им 30пульсов с импульсного генератора.При условии, что Б, не менятеся втечение времени интегрирования, имеем: 1 О 8тора 8 через элемент И 9. На этом заканчивается первый такт преобразования,1Время С,прошедшее с момента подключения к входу интегратора 7 напряжения на эталонном резисторе 2 до момента повторного срабатывания нуль- органа 8, можно определить из равенстваБ, 13,ц =с - -с=о;ц БСНСУт- С с ц О Ъ)Тогда количество импульсов и, поступивших за этом время Сс выхода элемента И 9 с учетом С, = Гп , равнои, = 1000 и С = 1 и6)где Г - частота генератора 10;)- 1000.ЦПри этом число, оказавшееся записанным в счетчике после первого такта преобразования, можно определить из следующих соображений. Каждый из первого 34, второго 35 и третьего 36 счетчиков, входящих в состав реверсивного счетчика 11, работает таким образом, что импульс, поступивший на его суммирующий вход, проходит на его выход переполнения в случае, если к этому времени в счетчике было записано число 9, а импульс, поступивший на вычитающий вход одного из счетчиков 34-36, проходит на его выход опорожнения в случае, если к этому времени в счетчике быпо записано число О, Вследствие того, что все три счетчика 34-36 последовательно соединены, импульс, поступивший на счетный вход реверсивного счетчика в режиме суммирования, прОйдет проинвертированным на выход переполнения третьего счетчика 36 в случае, если в реверсивном счетчике 11 перед этим было записано число 1 с 1, = 999, а в режиме вычитания - также проинвертированным на выход опорожнения третьего счетчика 36 в случае, если в реверсивном счетчике перед этим быпо записано число И, = 000.Нулевой импульс с выхода опорожнения или выхода переполнения третье" го счетчика 36 пройдет через один или другой вход схемы И 37 на его выход и далее на элемент 38 формирова9 13649 ния заднего фронта, на выходе которого по заднему фронту этого импульса формируется передний фронт единичного импульса выходного сигнала перено 5 са реверсивного счетчика 11. При этом количество импульсов, поступивших на счетный вход реверсивного счетчика 11, в котором перед этим было записано число И, = И ,приводящее к формированию сигнала на выходе переноса реверсивного счетчика 11 при работе его в режиме суммирования определяется выражением:и = 1000 - Б (5)15 а при работе его в режиме вычитания и = И+1. (6)В начале первого такта преобразования реверсивный счетчик находился в нулевом состоянии и подготовлен к работе в режиме суммирования. Поэтому при поступлении на его счетный вход первых 1000 импульсов появится импульсный сигнал на его выходе пере 25 носа, Этот импульс, пройдя через схему ИЛИ 15 на С-вход триггера 16 знака, своим передним фронтом изменит состояние его инверсного выхода с нулевого на единичный. Единичный сигнал с инверсного выхода триггера знака 16, поступая через вход управления реверсивного счетчика 11 на один из входов второй схемы И 33, подго" тавливает цепь прохождения сигнала со счетного входа реверсйвного счет чика 11 через другой вход второй схемы И ЗЗ на ее выход и далее на вычитающий вход первого счетчика 34, а поступая на один иэ входов первой схемы И 32 через инвертор 31, блоки 40рует прохождение импульсного сигнала через другой вход первой схемы И 32 на ее выход и далее на суммирующий вход первого триггера 34. Одновремен 45 но единичный сигнал с входа управления реверсивного счетчика поступает на первые информационные входы второго 35 и третьего 36 счетчиков и на четвертые входы первого 34, второго 35 и третьего 36 счетчиков. Так как на их вторых и третьих входах постоянно присутствует сигнал логического нуля, а на первом информационном входе первого счетчика постоянно - сигнал логической единицы, то во время прохождения импульса переноса с выхода блока формирования заднего фронта на управляющие входы записи перво 100го 34, второго 35 и третьего 36 счетчиков в реверсивном счетчике 11 окажется записанным в двоично-десятичном коде число 999. Таким образом, после прохождения 1000 импульсов реверсивный счетчик подготовлен к работе в режиме вычитания.После этого на счетный вход реверсивного счетчика в первом такте пре1 образования поступает еще иимпульсов. Здесь возможны два случая дальнейшей работы преобразователя в зависимости от соотношения напряжений У, и Бэ. В первом случае, когда 0 с Б, т.е. и1000, временные диаграммы сигналов на выходе интегратора 7, на выходе переноса реверсивного счетчика 11 и инверсном выходе триггера 16 знака представлены соответственно на графиках 44-46, а также соответственно на графиках 47-49. В этом случае опорожнения реверсивного счетчика 11 не произойдет, и он будет работать в режиме вычитания до окончания первого такта преобразования, и после первого такта преобразования в реверсивном счетчике 11 оказывается записанным число Б, =999 - и . Во втором случае, когда Б,)Б, , т.е. и ) 999, временные диаграммы сигналов на выходе интегратора 7, на выходе переноса реверсивного счетчика 11 и на инверсном выходе триггера 16 знака представлены соответственно на графиках 50-52, а также соответственно на графиках 53-55. В этом случае до окончания первого такта преобразования произойдет опорожнение реверсивного счетчика 11 при прохождении второй тысячи импульсов с начала первого такта преобразования. При этом сигнал с выхода переноса реверсивного счетчика 11 вновь изменит состояние инверсного выхода триггера знака 16 с единичного на нулевое. Этот нулевой сигнал поступает на вход управления реверсив-. ного счетчика 11. В результате во время длительности импульса переноса, поступающего на управляющие входы записи счетчиков 34-36, в реверсивный счетчик .11 записывается в двоично,десятичном коде число, присутствующее в это время на информационных входах записи (Р, - Р) счетчиков 34-36,т.е.001, Одновременно нулевой сигнал на входе управления реверсивного счетчика 11, как было показано, переклю 1 136чает режим его работы на суммирование. После этого на счетный вход реверсивного счетчика поступит ещеи - 1000 импульсов. В результатепосле первого такта преобразования вреверсивном счетчике 11 оказываетсязаписанным число+ (и 1000 ) . (7)При появлении второго импульсатактового генератора 13 суммирующийсчетчик опять устанавливается в исходное нулевое состояние. Одновременно второй импульс тактового генератора, поступая через первый вход распределителя 14 на С-вход второготриггера 22, меняет состояние егопрямого выхода с нулевого на единичное, а инверсного - с единичногоопять в нулевое, При этом второй импульс тактового генератора через первый вход распределителя 14, один иэвходов первой схемы И 23, так какна другом его входе уже присутствуетединичный сигнал, проходит на ее выход, являющийся вторым выходом распределителя, и через схему ИЛИ 15поступает на С-вход триггера знака,В результате инверсный выход триггера 16 знака еще раз изменит своесостояние, что приведет к переключению режима работы реверсивного счетчика 11 - в первом случае с вычитания на сложение, во втором - наоборот. При этом число, записанное всчетчике после первого такта преобразования, не изменяется.Одновременно второй импульс тактового генератора 13, поступая наР-вход первого триггера 21 непосредственно, а на С-вход через элементИЛИ 20, переводит его выход в единич"ное состояние. Этот сигнал, поступаячерез первый выход распределителя науправляющий вход первого аналоговогоключа, отключает от первого входаинтегратора вывод эталонного резистора 2, соединенный с первым выходомисточника 1 тока, и подключает к нему выход второго аналогового ключа 4,соединенный с вторым выходом источника 1 тока,Вследствие того, что на инверсномвыходе второго триггера присутствуетнулевой сигнал, он, поступая на одиниэ входов третьей схемы И, формируетна его выходе также нулевой сигнал .Этот сигнал поступает через пятый выход распределителя, через переключа 491012тель 18 режима работы, если выход переключателя 18 подключен к пятому выходу распределителя, что соответствует режиму преобразования температуры,5на управляющий вход второго аналогового ключа. При этом к первому входу интегратора 7 через первый 3 и второй 4 аналоговые ключи, оказываетсяподключенным вывод дополнительногорезистора 6, соединенный с вторым выходом источника 1 тока. В результатеинтегратор 7 начинает интегрироватьнапряжение 0 в на дополнительном резисторе 6, и его выходное напряжениеначинает возрастать:и= ----А 1, (8)Огде С - текущее время с момента прохождения напряжения ).) нулевого уровня,С учетом Б = сопзС, имеем:(9)25В момент срабатывания нуль-органа начинается второй такт преобразования,Сформированный единичный сигнална его выходе снимает блокировку прохождения сигнала с импульсного генератора 8 через элемент И 9 на счетныевходы суммирующего 12 и реверсивного 11 счетчиков. Далее работа преобразователя идентична его работе впервом такте преобразования, а именно 35через 1000 импульсов, поступивших смомента начала второго такта преобразования, сигнал переполнения с выхода суммирующего счетчика поступает 40 а второи вход распределителя, Приэтом сигнал на первом выходе вновьпринимает нулевое значение, и первыйаналоговый ключ 3 отключает от первого входа интегратора 7 вывод дополнительного резистора 6 и подключает 45к нему вывод эталонного резистора 2.В результате интегратор 7 начинаетинтегрировать напряжение Б на эталонном резисторе 2. Вследствие разнополярности напряжений Ц и 11 выходное напряжение интегратора начнетубывать, начиная со значения, которого оно достигло при предыдущем интегрировании напряжения БЪ Цз55 0 = СБСЯС "ф( 1.0)где С" - текущее время с моментапоявления первого сигналапереполнения во втором такО 14ходе интегратора 7,на выходе переносареверсивного счетчика 11 и на инверсном выходе триггера знака 16 предстанлены соотнетственно на графиках44-46. В этом случае опорожнение реверсивного счетчика 11 до момента повторного срабатывания нуль-органа р 1Со 20 26 30+и+1=и (4)50 3 13649те преобразования с ныхода суммирующего счетчика.При достижении выходным напряжением интегратора вновь нулевого уровня повторно срабатывает нуль-орган, нри этом заканчивается второй такт преобразования, нуль-орган запирает сформированным на своем выходе цуленым сигналом прохождение сигнала с 10 выхода импульсного генератора 8 через элемент И 9.Время 1, прошедшее с момента появления сигнала переполнения на выходе дополнительного счетчика 12 до 15 момента повторного срабатывания нуль- органа 8, определяется из равенства За это время с выхода элемента И по 1ступило и импульсов:л11э и и1000 так каки х11000(2)оПри этом н первом случае с начала второго такта преобразования счетчик работает н режиме суммирования,причем до этого в нем было записано1число 1; = 999 - и, Следовательно, согласно выражению (5) сигнал на выходе переноса реверсивного счетчика 11 появится через и, импульсов:и, = 1000- (999 - и , = и, +. (13) В этот момент изменяется режим работы реверсивного счетчика 11 со сложения на вычитание, а в реверсивный счетчик 11 записывается число 999.40После этого момента до момента появления сигнала переполнения на выходе сум 1 ирующего счетчика 12 поступит еще 1000-п, импульсов. В результате к моменту появ.ения сигнала на выходе суммирующего счетчика 12 в счетчике окажется записанным число После этого момента до окончания второго такта преобразования на счетный вход реверсивного счетчика по, Оступит еще и импульсовдалее возможны дна варианта работы устройства.1 Ф В первом, когда И, ) П т.е. пхп, временные диаграммы сигналов на выно втором такте не происходит, и реверсивный счетчик 11 до окончания второго такта преобразования работает н режиме вычитания. В результате в нем оказывается записанным число 1 =и - их к ХВо втором варианте при О,1Рт,е. и си, временные диаграммы сигналов на выходе интегратора 7, на выходе переноса реверсивного счетчика 11 и на инверсном выходе триггера знака 16 представлены соответственно на графиках 47-49. При этом до окончания второго такта преобразования произойдет опорожнение реверсивного счетчика 11,В момент появления сигнала переполнения на выходе суммирующего счетчика, как было указано, в реверсивном счетчике было записано число 1 - Следовательно, согласно выражению (6), с этого момента пройдетпц = и+импульсов, в результате чего на выходе переноса реверсивного счетчика 11 появится импульс, переводящий режим работы реверсивного счетчика 11 на суммирование и записывающий н него число 001. После этого до окончания второго такта преобразования на счетный вход реверсивного счетчика 11 поступит еще и - и. имй пульсов. В результате в счетчике окажется записанным число Во втором случае с начапа второго такта преобразования счетчик работает в режиме вычитания. Причем после первого такта преобразования в нем было записано число= 1 + (и - 1000) Поэтому согласно выражению (6) сигнал на выходе переноса реверсивного счетчика 11 появится через п импуль 1Ь сов: и, = (п - 1000) + 2.В этот момент режим работы реверсивного счетчика 11 меняется на суммирование и в него записывается число Б= 1. Согласно выражению (5) очередной сигнал на выходе переноса реверсивного счетчика появится после15 136491 поступления. с этого момента времени и, импульсов (и, = 999). Он переводит режим работы реверсивного счетчика на вычитание и записывает в5 счетчик число Б= 999. Общее количество импульсов, поступившее до этого момента с начала второго такта преобразования, равно 10п + ис = (и - 1000) + 2 + 999=и+ 1. (16) ным число сч = 999 (999 + и " - и)(17)х13 сц их Во втором варианте при Б3 р, т, е. ис и", временные диаграммы сигналовхфна выходе интегратора 7, на выходе переноса реверсивного счетчика 11 и40 на инверсном выходе триггера 16 злака представлены соответственно на графиках 53-55, При этом до окончания второго такта преобразования произойдет опорожнение реверсивного45 счетчика 11. Это произойдет согласно выражению (6) при прохождении на счетный вход реверсивного счетчика следующих и импульсов (и = 1000 импульсов), так как в реверсивном счетчике 11 перед этим было записано чис 50 ло Б = и - 1. В этот момент реверсч осивный счетчик переходит в режим суммирования и в него записывается число 11 = 1. После этого момента дос55 окончания второго такта преобразования на счетный вход реверсивного11 счетчика 11 поступит еще (999 + ии) - 1000 = и - и - 1 импульТогда на счетный вход реверсивного счетчика до окончания второго такта преобразования поступит еще (1000 + + их) - (и + и ) = 1000 + и - и999 + и 1 - и импульсовДалее, как и в первом случае,возможны два варианта работы преобразователя. 201В первом, когда Б,Цр, т,е,их)п, временные диаграммы сигналов на выходе интегратора 7, на выходе переноса реверсивного счетчика 11 и на25 инверсном выходе триггера 16 знака представлены соответственно на графиках 50-52. При этом опорожнение реверсивного счетчика 11 до окончания второго такта преобразования работает в режиме вычитанияВ результате в счетчике оказывается записан 6 0сов, В результате в счетчике оказычислои - 1 ); вается записанным1 + (и11 1И = и - и,13с учетом их 3 1000 и и 13 рхЦэ х 1000. Имеет для первого случая13,с Ц,: в первом варианте И =1000 при Б )1313 эБр,во втором Б =1000 при 0 с Б,сч Для второго случая Б,Уэ имеем:от - 13 рв первом варианте Б = ---- 1000счэпри от 13 Ц Птво втором варианте Б = в в1000сч 13э при 13,сУОбобщая для обоих случаев и всехвариантов, получаем 1000,Цэ где В, В - значение сопротивлениятермопреобразователя соответственно при измеряемой температуре Т и нулевой;0 - постоянный коэффициент,Ом/ С,имеем Вэ При этом в обоих случаях для первого варианта инверсный выход триггера 16 знака находится после окончания второго такта преобразования вединичном состоянии, что соответствует положительному знаку числа, записанному в реверсивном счетчике 11,а для второго варианта - в нулевом,что соответствует отрицательному знаку еС учетом Цр = 1 Вр и 3 э = 1 Вэфгде 1 - величина тока источника 1 тока,К, и Кэ- значения сопротивлениясоответственно дополнительного и эталонного резисторов и при использовании термог 1 реобразователя сопротивления с характеристикойВ = Во+юТ (18)