Цифровой измеритель температуры

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Сефз Советски Сециаямстичесиия Умвубее(22) Заявлено 1 с присоеаинени заявки осуларствеииый комит СССР оо ледам изобретений и открытий(7) Заявитель скнй институт нефти и химии им верб Азизбекова(54) ЦИФРОВОИ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУР 1. 2Изобретение относится к области переключатель с преобразователем натемпературных измерений, а именно, пряжение-частота, выход которого чек цифровым измерителям .температуры . .рез ключевое устройство и реверсивс коррекцией нелинейности датчика ный счетчик соединен с блоком памяти, температуры, . .. . ;: 5 источник калибровочного напряжения,Известен цифровой измерительтем- . переключатель поддиапаэонов. В этом пературы, содержащий датчик темйе-" . измерителетемпературы производится ратуры - термопару, включенйуюв иэ-.поочередное измерение сигнала датчика мерительную схему, состоящую иэ.блока температуры и калибровочного напряжесравнения, генераторалинейной раэ- Ю ния, которое далее обрабатывается 3) . вертки, сумматора, квадратичного:Недостатком цифрового измерителя преобразователя 11 . В этом изма-температуры. является низкая точность ритеЛе коррекция нелинейности терно-измерения.пары осуществляется путем суммйрбва- Целью изобретения является повывия сигналов от термопары и квадра- И шение точности измерения. тичного преобразователя. . Поставленная цельдостигается тем,Известен также:цифровой измеритель что в .цифровой изМеритель температуры температуры, содержащий датчик .те- введены дешифратор и нелинейный цифпературы, цифроаналоговый преобра- .роаналоговый преобразователь, сосзователь, генератор постоянной час= Зт тоящий из сумматора, выход которого тоты, нуль-орган, в котором коррекция соединен с входным переключателем, нелинейности датчика температуры осу-блока опорного напряжения, соединенществляется путем введения второго ного с блоком дискретных напряжений цифроаналогового преобразователя и линейным цифровым делителем напрявключенного в цепь питайия первого . кения, выход которого соединен спреобразователя 21 . блоком дискретных резисторов и перНаиболее близким по технической вым входом сумматора, причем Входысущности является цифровой измеритель дешифратора й линейного цифрового температуры, содержащий датчик тем-делителя напряжения соединены с выпературы, соединенный через входной ,ходом блока памятй, а выход де646205 Значение И -го скорректированного результатат =Т(1-К Т ). (5)Оценка погрешности первого скор.ректированного результата показывает,что при погрешности нелинейностиЬ датчика температуры 5 (К = 0,05)погрешность цифрового измерения непревышает 0,25. Погрешность второгоскоРРектированного результата не пре-вышает 0,012.10 Выходная характеристика нелинейного цифроаналогового преобразователяаналогична характеристике датчикатемпературы У =(1 + КТ )т и воспроизводится путем кусочйо-линейной ап 18 проксимации Функции датчика температуры,Принцип аппроксимации поясняетграфик. (см. Фиг. 2), где 1 - характеристика термодатчика; 2-4 - выход 20 ные характеристйки линейного цифрового делителя напряжения, соответствующие определенным участкам аппроксимации,В зависимости от значений кодаизмеренной температуры, записанногов блокепамяти, дешифратОР определяет участок аппроксимации характеристйки датчика, например участок Вг.По сигналу дешифратора на один30 иэ входовсумматора от блока дискретнйх напряжений подается напряжениег, : кбторое определяется пересечением аппроксимирующей прямой 4 сосью ординат ОВш,. а на другой входсумматора подается выходной сигналлинеййого цифрового делителя напряжения, соответствующий аппроксимирующему участку, к выходу которогоподключается соответствующий резисториэ блока дискретных резисторов, изменяющий наклон выходной характеристикилинейного цифрового делителя напря. жения. 45Цифровой измеритель температурыпозволяет эффективно линеариэоватьхарактеристику преобразования термопаРы и одновременно исключает по" грешности преобразования фаналогцифра, чем достигается высокая 50; результирующая точность измерениятемпературы Результирующая точностьизмерения.в основном зависит отчисла участков аппроксимации харак теристики датчикатемпературы, При 56 числе участков аппроксимации равном. четырем или пяти, резулитирующаяпогрешность получается порядка 0,20,3 от йэмеряемой температуры принелинейности датчика 2. шифратора - со входами блока дискретных резисторов и блока дискретных -напряжений, выход которого соединен со вторым входом сумматора,Иа Фиг, 1 иэОбражена блок-схемацифрового измерителя, температуры ).иа Фиг. 2 - граФик поясняющий .Ра.боту нелинейного цифроаналоговогопреобразователя,.Измеритель температуры содержитдатчик температуры - термопару 1,входной переключатель 2, преобразователь 3 напряжения в частоту,.ключевое устройство 4, реверсивный счетчик5, блок управления 6, дешифратор 7,блок памяти 8, нелинейный цифроаналоговый преобразователь 9, состоящий иэ линейного цифрового делителянапряжения 10, блока дискретйь 1 х резисторов 11, блока дискретных напря жений 12, сумматора 13 и блока опорного напряжения 14,Измеритель температуры работаетследУющим образом;В начале измерительного процессавходной переключатель 2,управляемый сигналом с блока управления 6,подключает ко входу преобразователя3 термопару 1, Производится цифровоеизмерение, результат измеренияэаписйвается в реверсивный счетчик 5и блок памяти 8,Поскольку характерйстику преобразования датчика температуры с больщей степенью точности можно аппроксимйровать кривой второго порядка,результат, записанный в Реверсйв-.ном счетчике, мощно представить ввиде1 ф (1 Хт ) Т, И )где Т - измеряемая температура;К - коэФфициент нелинейности.Затем входной переключатель 2 подключает ко" вход преобразователя на- пряжение-частота 3 выход нелиней- ногО цифроаналогового преобразователя 9. Производится цифровое измере-ние выходного сигнала нелинейногоцифроаналогового) преобразователя,:соответствующего измеряемой температуре, во время которого блок управления переключает направление счетареверсивйого счетчика на вычитание,в результате которого в реверсивномсчетчике получается разность двухизмеренийь =(чкт)т-т(акт):-кт "(+кт), (г)После этого переключатель 2 йод Ключает ко входу преобразователя 3вйходдатчика тейпературы 1; Про- изводится цифровое измерение сосложением в реверсивном счетчике 5.В итоге получают результат,. 60Ч 1 фМЬ т (11 Кт)-Кт (Фкт) =Т-кт ) . (Ъ)Прьдолжая иэмерительно вычислительный процесс, можно получитьвторой скорректйрованный результаттто. кфт), (4),г" . Я Предлагаемый цифровой измеритель температуры имеет более высокую точ" ность измерения, что расширяет его сферу применения в народном,хоэяйетве,аказ 100/32 ЦНИИПИ Государстве по делам 113035, Мосираж 765 ного ком зобрвтен ва, ЖПодписноеитета СССРи и открытийРаушская наб., д. 4/ илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретенияЦифровой измеритель температуры, содержаший датчик температуры, соединенный через входной переключатель с преобразователем напряжение-частота, выход которого через ключейое устройство и реверсивный счетчик сое 5 динен с блоком памяти, блок управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью .повышения точности измерения, в него введены дешифратор и нелинейный цифроаналоговый преобразователь, состояший из сумматора, вйход которого соединен с вхбд=. ным переключателем, блока опорйого напряжения, соединенного с блоком дискретных напряжений и линейным 5 цифровым делителем напряжения, выход которого соединен с блоком дискретных резисторов и первым входом сумматора, причем входы дешифратора и линейного цифрового делителя напряжения соединены с выходом блока памяти, а выход дешифратора - со вхо-. дами блока дискретных резисторов и блока дискретных напряжений, выход которого связан со вторым входом сумматора.Источникй информации, принятыв во внимание при экспертизе1, Авторское свИДетельствО СССР 9 488092, кл, 6 01 К 7/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССР У 502237, кл, 0 01 К 7/16, 1974,3, Авторское свидетельство СССР Р 246115, кл. О 01 К 7/02, 1974,