Цифровой термометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯО 1249 5 К 7/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУаского ичесство СССР2, 1979.в В,Левыеаналого и температуры ском государздательского1977,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Львовский ордена Ленинапотехнический институт им. Ленинкомсомола и Львовский лесотехнкий институт(56) Авторское свидетельВ 830151, кл. С 01 К 7/3Голембо В. А, КотляроШвецкий Б. И. Пьезокварццифровые преобразователЛьвов: Изд-во при Львовственном университете Иобъединения "Вища школас, 147, рис. 7. 1.(57) Изобретение относится к темпертурным измерениям, к устройствам,измеряющим температуру с помощьютермопреобразователей с частотным выходным сигналом. Цель изобретения -повышение надежности устройства. Оносодержит термопреобразователь 1,формирователь 2, тактирующее устройство 3, ключ 4, счетчик 5 результата,индикаторный регистр 6, цифровой индикатор 7, коммутирующие элементы 8и 12, опорный генератор 9, счетчик10, устройство 11 сравнения, триггер 13 и 19, одновибраторы 14 и 15,элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18 исигнализатор 20. Введение новых элементов и образование новых связеймежду элементами устройства позволяет осуществить контроль коммутирующихэлементов 8 и 12. 1 ил,1249Изобретение относится к температурным измерениям, а именно цифровым термометрам, измеряющим температуру с помощью термопреобразователейс частотным выходным сигналом, например, пьезокварцевьл преобразовате лей.Целью изобретения является повышение надежности термометра путем обеспечения контроля состояния коммутнрующих элементов,На чертеже представлена блок-схемацифрового термометра.Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1, подключенный через 15формирователь 2, тактирующее устройство 3 и ключ 4 к входу счетчика 5результата индикаторный регистр 6,цифровой индикатор 7, первую группу 8коммутирующих элементов, опорный генератор 9, счетчик 10 счетного интервала Т,-, устройство 11 сравнения,. вторую группу 12 коммутирующих элементов, триггер 13, первый одновибратор 14, второй одновибратор 1.5, 25многовходовый элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18, триггер 19 и сигнализатор 20.Коммутирующие элементы представляют собой контакты тумблеров или переключателей, подающих напряжениелогического нуля или логическойединицы на информационные входы предустановки счетчика 5 и входа устройства 11 сравнения, Напряжения логи 35ческого нуля и единицы подаются вгруппы коммутирующих элементов пошинам нуля и единицы, Шина нуля соединена с общим проводом устройства,а шина единицы подключена к выходу40инвертора 18,Сигнальное устройство представляет собой световой илн звуковойсигнализатор (лампочку, светодиод,генератор со звукоизлучателем и45т,п.), Входы элемента ИЛИ 16 (кромепервого) и выходы второй группы ком=мутирующих элементов подключены черезрезисторы к единичной шине (к источнику питания). На чертеже это соеди 50нение не показано, так как для рядамикросхем, где обрыв входа эквивалентен подаче "1", резисторы не требуются. Цифровой термометр работает сле дующим образом,Импульсы опорного генератора. непрерывно подсчитываются счетчиком 350 ь10. Когда состояние этого счетчика станет равным состоянию коммутирующих элементов второй группы 12 устройство 11 сравнения установит триггер 13 в единичное состояние. Включится ключ 4 и импульсы термопреобраэователя 1, сформированные формирователем 2, через тактирующее устройство 3 и ключ 4 поступают на вход счетчика 5 до момента переполнения счетчика 10, При переполнении счетчика 10 триггер 13 устанавливает" ся в нулевое состояние и процесс счета прекращается, так как ключ 4 размыкается. Одновременно запускается одновибратор 15, задним фронтом импульса которого запускается одно- вибратор 14. Передним фронтом импульса одновибратора 14 производится перенос результата измерения температуры из счетчика 5 в индикаторный регистр 6. Результат индицируегся цифровым индикатором 7.Импульсом одновибратора 14 счет. - чик устанавливается в состояние, выбранное коммутирующими элементами первой группы .8, чем он подготавлиIвается для следующего цикла измерения,В связи с тем, что при нулевой температуре частота термопреобразователя 1 не равна нулю, счетчик 5 необходимо устанавливать не в нуль, а в такое число, чтобы после окончания процесса счета при нулевой измеряемой температуре счетчик оказался бы внуле. А в связи с тем, что термопреобразователи с частотным выходом, в частности пьезокварцевые преобразователи, имеют разброс по нулевойчастоте и к тому же со временем нулевая частота термопреобразователяменяет свою величину, число предустановки счетчика 5 также должно быть различным. Необходимость изменятьэто число обусловило применение ком"мутируюших элементов первой группы 8.Длительность счетного интервалазависит от крутизны характеристикитермопреобразователя и определяетсяпо формуле Т, =1/Я ав, где Я - крутизна характеристики термопреобразователя; ь 9 - порОг чувствительноститермометраВ связи с разбросом крутизны характеристики различных термопреобразователей (сернйно выпускаемыепьезокварцевые термопреобразователиЫ-среза имеют разброс 160-200 Гц/С)время Т должно бьп ь различным. Не1249350 обходимость изменять Т, в зависимости от крутизны характеристики термопреобразователя обусловило примене ние коммутирующих элементов второй группы 12.5Многовходовый элемент ИЛИ 16, инверторы 17 и 18, триггер 19 и сигнализатор 20 осуществляют непрерывный автоматический контроль состояния всех коммутирующих элементов первой 10 8 и второй 12 групп. Осуществляется это следующим образом. В момент переполнения счетчика 10 запускается одновибратор 15, формирующий импульс с длительностью, меньшей длительности 15 импульса опорного генератора, и на выходе инвертора 18 в это время возникает нулевой потенциал (в остальное время там единичный сигнал). Если во всех коммутирующих элементах нет от О казов (незамкнутых) контактов, то на всех входах элемента ИЛИ 16 будут нули. На первом входе элемента ИЛИ 16 нули будут за счет того, что в момент запуска одновибратора 15 у одной сто роны счетчик 10 находится в нулевом состоянии, так как только что произошло его переполнение, с другой стороны йа входы устройства 11 сравнения с выходов коммутирующих элементов щим входом ключа, первый одновибратор, выход которого подключен к входу переноса регыстра и входу разрешения предварительной установкисчетчика результата, о т л и ч а ю -щ и Й с я тем что с целью повышения надежности термометра путемобеспечения .контроля состояния комму.тирующих элементов, в него введеныдва инвертора, второй одновибратор,второй триггер, сигнализатор и многовходовый элемент ИЛИ, первый входкоторого через первый инвертор соединен с выходом устройства сравнения,а остальные входы подключены к выходам первой группы коммутирующих элементов, а выход соединен с Э-входомвторого триггера, выход которогоподключен к сигнализатору, при этомвыход старшего разряда счетчика счетного интервала через второй одновибратор соединен с входом первого одновибратора и через второй инверторподключен к С-входу второго триггераи единичным шинам обеих групп коммутирующих элементов. ВНИИПИ Заказ 4225/41 Тираж 778 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 второй группы 12 также подаются нули.На остальных входах элемента 16 нули будут с выходов коммутирующихэлементов первой группы 8. Заднийфронт импульса одновибратора 15 через инвертор 18 будет устанавливатьтриггер 19 в нуль. Сигнализатор 20сигнализирует при этом, что неисправность в коммутирующих элементахотсутствует,При отказе контакта хотя бы в одном из коммутирующих элементов на одном из входов элемента ИЛИ 16 появится единица. Если отказ контакта произошел в группе 12, то на выходе устройства сравнения будет нуль, а на выходе инвертора 17 и первом входе элемента ИЛИ 16 - единица. Если контакт пропал в группе 8, то единица будет на одном из остальных входов. Задний Фронт импульса одновибратора 15 через инвертор 18 установит триггер 19 в единицу и сигнализатор 20 подаст сигнал о том, что в одном из коммутирующих элементовпропал контакт. формула изобретенияЦифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, подключенный через формирователь, тактирующее устройство и ключ к входу счетчика результата, выходы.: которого подключены к регистру с цифровым индикатором, а информационные входы предустановки результата соединены с выходами первой группы коммутирующих элементов, нулевая шина которых подключена к общей шине термометра, соединенной с нулевой шиной коммутирующих элементов второй группы, опорный генератор, выход которого подключен к тактирующему устройству и входу счетчика счетного ин" тервала, выход старшего разряда которого соединен с первым входом первого триггера, а выходы подключены к первым входам устройства сравнения, вторые входы которого соедине" ны с выходами второй группы коммутирующих элементов, а выход подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с управляю