Устройство для измерения температуры

(191 (111 З(51) С АНИЕ ИЗОБРЕТЕН Бюл. Мкове опыттехнол ное проектогическое о.8)ое свидет 01 К 7/3 свидетел 01 К 7/1 ьство СС 1980.тво СССР 1981 ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ е термочувр, источник резистор клюв, выход котовходом элевыделения разорого подклювым индикатоы которого ими входами ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) УСТРОЙСТВО Д ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащ ствительный конденсат напряжения, эталонный чи, генератор импульс рого соединен с первым мента совпадения, бло ности. кодов, выход ко чен к счетчику с цифр ром, коммутатор, выхо соединены с управляющ ключей и установочными входами блока выделения разности кодов и счетчика, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены образцовый конденсатор, блок уставок кода и компаратор, входы которого соединены с термочувствительным и образцовым конденсаторами, соединенными с первым и вторым ключами, и через третий и четвертый ключи соответственно подключены к последовательно соединенным эталонному резистору и источнику напряжения, а выход подключен к второму входу элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и Я первым входом блока выделения разности кодов, второй вход которого подключен к выходу блока уставок кода, при этом выход генератора импульсов соединен с входами коммутатора и блока уставок кода, установочный вход которого соединен с выходом коммутатора.Изобретение относится к температурным измерениям, а точнее кустройствам для измерения температуры посредством термочувствительнЫх конденсаторов.Известно устройство для изМерения температуры, содержащее термочувствительный и образцовый. конденсаторы, источник питания, выполненный в виде генератора переменного, ,напряжения, трансформаторный компаатор 1 О тока, индикатор, трансформатор напряжения, первичная обмотка кторо" го соединена с генератором переменного напряжения, а вторичная - с первыми выводами конденсаторов, 35 вторые выводы которых соединены с первой обмоткой компаратора тфка, вторая обмотка которого подклйчена к индикатору,. а выводы третье 1 регулируемой обмотки соединены с вторым выводом термочувствительного конденсатора и средней точкой,вторичной обмотки трансформатора,напряжения Ц .Недостатки устройства - невысокая точность измерения при во действии дестабилизирующих факто ов, например воздействия электром гнитных помех или изменения температуры окружающей среды, а также высокая надежность и разрешающая спосфбность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения темпйрату ры, содержащее термопреобразователь сопротивления, конденсатор, источник напряжения, эталонный резисто, ключи, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента 40 совпадения, блок выделения разности кодов, выход которого подключен к счетчику с цифровым индикаторОм, коммутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и ус" тановочными входами блока выд ления разности кодов и счетчика, а акже формирователь импульсов, нуль орган и преобразователь длительност импульсов в код. Принцип работы известного устройства основан на за 1 яде конденсатора и разряде его через термопреобраэователь с одновремен.:ной регистрацией времени разряда, которое пропорционально емкости кон" денсатора и величине сопротивления термопреобраэователя 12)Известное устройство может работыть и а термочувствительным конденсатором, если включить его вместо обычного конденсатора,одн ко в 60 этом случае оно не может обес ечить высокой точности измерения в роком диапазоне температур.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры. 65 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный конденсатор, источник напряжения, эталонный резистор, ключи, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элементасовпадения, блок выделения разности кодов, выход которого подключен к 3счетчику с цифровым индикатором, коммутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и ус-, -тановочными входами блока выделения разности кодов и счетчика, введены образцовый конденсатор, блок уставок кода и компаратор, входы которого соединены с термочувствительным и образцовым конденсаторами, соединенными с первым и вторым ключа.ми и через третий и четвертый ключи соответственно поцключены к последовательно соединенным эталонному резистору и источнику напряжения, а выход подключен к. второму входу элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и первым входом блока выделения разности кодов, второй вход которого подключен к выходу блока уставок кода, при этом выход генератора импульсов соединен с входами коммутатора и блока уставок кода, установочный вход которого соединен с выходом коммутатора. На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для измерения температуры содержит термочувствительный конденсатор 1, образцовый конденсатор 2, источник 3 напряжения, эталонный резистор 4, первый 5, вто- рой б, третий 7, чет:вертый 8 ключи, компаратор 9, элемент 10 совпадения, блок 11 выделения разности кодов, блок 12 уставок кода, счетчик 13, цифровой индикатор 14, генератор 15 прямоугольных импульсов, коммутатор 16, имеющий в своем составе, например, делитель 17 часготы, инвертор 18, два триггера 19 и 20 и два элемента 21 и 22 совпадения.1устройство работает следующим образом.Генератор 15 прямоугольных импульсов вырабатывает последовательность импульсов с периодом 21. При включении устройства коммутатор в течение первого полупериода (интервала времеви йв) вырабатывает сигнал, устанавливающий все блоки устройства в исходное состояние, и замыкает ключи 5 и бПри этом конденсаторы 1 и 2 разряжаются .через ключи 5 и 6. В течение второго полу- периода по сигналу с коммутатора замыкается ключ 8. Ключи 5-7 при этом1084626 Составитель В.КуликовТехред А.Бабинец Корректор Г.Решетник Редактор А.Курах Заказ 1984/35 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 разомкнуты. Конденсатор 2 заряжает- . ся за времядонапряжения П р = Ор (1-Е "осо )где В и Ср - сопротивление и емкость эталонного резистораи образцового конденсатора соответственно), а на выходе компаратора 9 устанавливается сигнал логической единицы. При поступлении второго импульса от генератора 15 на вход элемента 10 совпадения на его выходе появляется сигнал логической единицы, который замыкает ключ 7.Ключи 5,6 и 8 при этом разомкнуты.За время действия второго импульса (в течение интервала времени 1 р) термочувствительный конденсатор.заряжается от источника 3 до напряжения П = П 6(1-е ф ) где С - ве Ск оличина емкости термочувствительного конденсатора ) . В интервале между вторым и третьим импульсами ключ 7 20 разомкнут, так как на выходе эле-, мента 1 0 совпадения имеется сигнал логического нуля .При поступлении на вход элемен-, та 1 0 третьего импульса на его выхо де устанавливается сигнал логической единицы, ключ 7 замыкается на время действия третьего импульса, конденсатор 1 снаряжается до уровня О0 ( 1 -е " ) . Процесс заряда кон 30 денсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не сравняется с напряжением Ор, запомненным .образцовым конденсатором. Это произойдет после -и циклов заряда конден". З 5 сатора 1. При этом число И = С/СрВ момент равенства напряжений на входе и выходе компаратора и соответственно на входе элемента совпадения устанавливается сигнал логического 40 нуля, ключ 7 размыкается, заряд конденсатора 1 прекращается, также прекращается поступление импульсов с выхода элемента совпадения на вход блоха выделения разности кодов. Такое состояние сохраняется до следующего цикла работы устройства. Блок 14выделения разности кодов и блок 12уставок кода служат для формирования заданной температурной шкалы,например Цельсия, По сигналам сгенератора импульсов в блоке 12 уставок кода устанавливается код, соответствующий величине емкости термочувствительного конденсатора приОС. Блок выделения разности кодовисключает из информационного кода(в данном случае унитарного) этувеличину, тем самым формируя нулевой код при 0 С. Счетчик 13 подсчитывает число импульсов, поступающих на его вход с выхода блока выделения разности кодов, которое пропорционально измеряемой температуре..Коммутатор 16 работает следующим образом.Импульсы с генератора 15 посту"пают через делитель 17 и инвертор 18на входы триггера 19, который совместно с элементом 21 совпадения формирует сигнал, устанавливающий блоки устройства в исходное состояниеи обеспечивающий разряд кондейсатоГров 1 и 2. Триггер 20 совместно сэлементом 22 совпадения формируетпо сигналам с выхода генератора 15и триггера 19 импульс, длительностью 1 р, обеспечивающий заряд конденсатора 2 в начале каждого циклаизмерения,Нали 1 ие в устройстве для измерения температуры новых элементовобразцового конденсатора, блока установки кода, компаратора и новыхсвязей между элементами устройствавыгодно отличают его от прототипа,таккак позволяет повысить точностьизмерения температуры, а также обеспечить регистрацию результатов из-мерения в единицах температуры.