Цифровой измеритель температуры

;д 1 С 01 К 7/16 ИЗОБРЕЛ ЕНИИДЕТГПЬСТЕЯ ИОА ТОРСИО ОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП 1 Й(21) 371524 /24-10 (22) 13,02,84 (46) 07.03.86, Бол. К (72) В.Г Рыбаков и В.А, Крайнев (53) 536,53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 9 559131, кл, 0 01 К 7/,16, 1975.Мазурик Б,И., Кошелев В.А. Способцифровой линеаризапин характеристик , платиновых термометров сопротивления./Измерительная техника 1979, Ф 11, с. 61, рис 1. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМП;РАТУРЫ (57) Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к цифровым измерителям температуры с коррекциеи нелинейности термопреобразователя и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения дли.тельности счетных импульсов прн со хранении времени измерения. Цифровой Измеритель температуры содержит преобразователь температуры в напряжение, состоящий из источника 1 стадум ЯЦ 121 Я 72 бильного тока и подключенного к нему термопреобразователя 2 сопротивления, преобразователь 3 напряжения в интервал времени, клоч (К) 4, счетчик 5, блок 6 ипдпкацпи, преобразователь 7 код-лапряжеше, интегратор 8 со сбросом, компаратор (К 11) 9, Формирователь 10 импульсов постоянной длительностп, источник 11 опорного напряжения, Цапряжение 11 поступает на перви": вход К 1 9. па второй вход - папряжя пе интегратора 8 (О), Когда папряжеьп е источника 11 опорного на-прА;еппя равно напряжешпоц, на вы- ходе КП 9 формируется перепад напряжеппя, запускаощнй формирователь 10 импульсов постоянной длительности, импульс с. вьгхода которого сбрасывает интегратор в исходное состояние и поступает на счетчик 5 через К 4, Далее оппсанный процесс повторяется до тех пор, пока присутствует пзмери-тельный импульс на первом входе К 4.1 пл.(6) Изобретение относится к областитемпературных измерений, а именноцифровым измерителям температуры скоррекцией нелинейности термопреобраэователя,Целью изобретения является повышение точности измерения путем умень"шения длительности счетных импульсовпри сохранении времени измерения.На чертеже приведена блок-схемацифрового измерителя.Цифровой измеритель температурысодержит преобразователь температурыв напряжение, состоящий, например,.из источника 1 стабильного тока иподключенного к нему термопреобраэователя 2 сопротивления, преобразователь 3 напряжения в интервал времени, ключ 4; счетчик 5, блок 6 индикации, преобразователь 7 код-напряжение, интегратор 8 со сбросом, компаратор 9, формирователь 10 импульсов постоянной длительности, источник 11 опорного напряжения.Цифровой измеритель температурыработает следующим образом.Величина сопротивления В термопреобразователя 2 сопротивления подвоздействием температуры изменяетсяпо законуВ =В ( 1+А 1+В 1 ), (1)где Во - значение сопротивления термопреобраэователя при 0 С;А и В - постоянные коэффициенты.11 ри протекании тока 1 О, вырабатываемого источш ком 1 стабильного тока,через термопреобразователь 2 на немсоздается падение напряженияО=В Х (2)поступающее ца вход преобразователя 3 напряжения в интервал времени.По импульсу "Пуск", поступающему науправляющий вход измерителя, сумми"рующий счетчик 5 устанавливается внулевое состояние, а преобразователь 3 формирует измерительный импульс длительностью1 (А-В ) (3)где К, - масштабный коэФфициент.1 Компенсация, величины В 1 О может быть осуществлена вычитанием с помощью дифференциального усилителя, входящего в состав преобразователя напряжения в интервал времени опор" ного напряжения 11 =В 1 с последую" щнм преобразованием . получецного напряжения в интервал времени или в преобразователе температуры в напряжение,Измерительный импульс открываетключ 4, разрешая прохождение импуль 5 сов постоянной длительности с Формирователя 1 О на счетный вход счетчика 5. Код Б, сформированный счетчиком 5 эа время измерительного импульса длительностью Т, равен целому числу периодов ймпульсов, поступивших на его вход. Длительностьимпульса Т можно выразить с максимальной погрешностью, не превышающей длительность одного периода,следующим образом йТ =, (4)1:1где - - длительность х-го периодасчетных импульсов, з.=1,2,.,11.Текущий код счетчика 5 поступает навход преобразователякод - напряжение, на выходе которого формируется напряжение=1 т 21.1.Напряжение Б; поступает на первыйвход компаратора 9, на второй входкоторого подается выходное напряжение интегратора 8, изменяющегосяпо закону л-и 140 11 ю =Пои-Ки Цоп ао В момент равенства напряжений Ц и,и У на вь 1 ходе компаратора 9 Формируется перепад напряжения, запускаю щий формирователь 10 импульсов поСтоянпой длительности. Импульс по 4.стоянной длительности ср с выходаФормирователя 1 О сбрасывает интегратор в исходное состояние, поддержи вая его выходное напряжение равнымБо, и посту-ает на счетный входсчетчика 5 через ключ 4, увеличиваяего содержимое на единицу. у 5 Далее описанный процесс повторяется до тех пор, пока присутствует измерительный импульс на первомвходе ключа 4(14) Составитель В. КуликовРедактор В. Иванова Техред СЛигунова Корректор Е. Сирохман Заказ 996/53 Тираж 778 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 Период последовательности импульсов на выходе формирователя 10 определяется по формуле"Р щВместе с тем, приравнивая правые части (5) и (6), имеемК 0 оп ()1.1 ап КяПопи-Ка 0 оп(8) отсюдас; = - . С 1-К ( -1 )-К(9)1С учетом (9) выражение (7) примет вида+ С 1 К (1 1) К(10) Выражение (4) с учетом (10) запишется в виде 11 ст- , (р Ф - 1-к -)-к д) ч) 1:1 Производя суммирование с учетом формулы суммы ряда арифметической прогрессии, получимл 1 Кг. К 1т =11(.,+ - - -- и )=Ки Ки 2 Ки111 ьоМе ( 12)л К тгкгде со =7+ --- ,Кп киПриравнивая правые части (3) и (12),. получимК Н 1 (АС-ВС )=И. Го- - БС(13)МВыбирая коэффициенты.в правой частиравенства (15) такими, чтобыо =КмНо 1 А;КМН 01 оВю2 К получим линейную зависимость между кодом и температуройС=И. (15)Точность измерения при заданном временй измерения определяется дискл ретностью изменения периода с; (9), которая может быть выбрана достаточно малой. О Формула изо бре тения Цифровой измеритель температуры,содержащий преобразователь температуры в напряжение, подключенный к вхо ду преобразователя напряжения в интервал времени, выход которого соединен с управляющим входом ключа, блокиндикации, подключенный к выходусчетчика импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности измерения путем уменьшения длительности счетных импульсов,в него введены компаратор, интегратор, формирователь импульсов постоян ной длительности, источник опорногонапряжения и преобразователь код -напряжение, вход которого соединен свыходом счетчика, опорный вход соединен с выходом источника опорного на- ЗО пряжения и входом интегратора, а выход подключен к первому входу компа"ратора, второй вход которого сЪединен с выходом интегратора, а выходподключен к входу формирователя импульсов постоянной длительности, выход которого соединен с управляющимвходом интегратора и через ключ подключен к входу счетчика.