Цифровой термометр

(51)М. Кл.7/00 с пр;дсоединенмем заявки Ио ГосударетвевныЙ кемвтет сссР пв делзя язООРетеняй и ОткРытиЙ(088,8) Дата опубликования описания 30.1179(Л) Звявчтепи Ль;-.в .овский ордена Ленина политехнический институт и Львовский лесотехнический институт(54) ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР Изобретение относится к областитемпературных измерений,Известен циФровой термометр, содержащий преобразователь температурыс частотным выходом, генератор опор 5ной частоты, смеситель, схему управления и систему индикации, принципдействия которого заключается в подсчете числа импульсов, поступающихот преобразователя температуры эаопорный интервал времени 11Недостатком этого термометраявляется невозможность измерениятемпературы от датчиков с нулевойчастотой при 0 С. 15 Из известных термометров наиболееблизким по технической сущностиявляется циФровой термометр, содержащий термопреобразователь с частот 20ным выходом, соединенный со входомключа, генератор опорной частоты,соединенный с делителем частоты,блок управления, вход которогосоединен С выходом старщего разрядаделителя частоты, а выходы соединены соответственно с управляющим вхо-.дом ключа, генератором опорной частоты и входа:а установки нуля делителя частоты, и блок индикации30 Недостатком устройства является низкая точность измерения, узкий диапазон измеряемых температур, а также низкое быстродействие.Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение динамического диапазона.Цель достигается тем, что в циФ- ровой термометр введены сумматор, тактирующий блок и схема преобразования кодов, входы которой соединены с выходами делителя частоты, а выходы соединены с сумматором и входом тактирующего блока причем вход блока индикации соединен с выходом сумматора, входы которого соединены с блоком управления и через тактирующий блок с выходом ключа.На чертеже представлена блоксхема предлагаемого термометра.Устройство содержит пьезокварцевьтй термопреобразователь 1 с частотным выходом, который через ключ 2 и тактирующий блок 3 подключен к управляющему входу сумматора 4, ко входам которого подключены выходы преобразователя кодов 5, служащего для преобразования прямого кода в обратный по сигналам старщегоразряда делителя опорной частоты. Квходам преобразователя 5 подключенывыходы старших к+1 - иразрядовделителя б опорной частоты. Самый старший и-й разряд делителяопорной частоты служит для управления раббтой преобразователя 5. Квходу делителя б подключен генератор 7 опорной частоты, выход к-горазряда делителя б - к другому входу тактирующего блока 3. К входусхемы 8 управления подключен старшийи -й разряд делителя б опорнойчастоты, Первый выход схемы 8 управления подключен ко входам Установки в О сумматора 4, делители бопорной частоты, а второй выход - квходам генератора 7 опорной частоты и ключа 2, Выходы сумматора 4подключены ко входам стробоскопического блока 9 индикации.Устройство работает следующимобразом,При измерении температуры схемауправления включает генератор 7и открывает ключ 2. Импульсы с выхода,термопреобразователя 1 черезключ 2 поступают на вход тактирующего устройства, которое запрещаетодновременное поступление импульсовс выхода ключа 2 на вход Переноссумматора 4, и импульсов с выходак-го разряда делителя 6 опорнойчастоты в к+1 разряд. На выходепреобразователя 5 во время работыцифрового термометра формируетсяопределенная последовательностьчисел. Импульсы с выхода тактирующего устройства 3 вызывают переносчисел с выходов преобразователя 5в сумматор 4, в котором они суммируются.Формирование чисел на выходепреобразователя 5 осуществляетсяследующим образом. Частота Г следования импульсов генератора 7 делится младшими разрядами делителя 6до величины Гк, Каждый импульс свыхода к-го разряда делителя б вызывает увеличение числа на входахпреобразователя 5 на фф 1Приэтом число, подаваемое с выходовпреобразователя 5 на входы сумматора 4, также увеличивается на 1,Последовательность формируемых чиселсоответственно равна 1,2, ,М, После установки в 1 фф старшего и-горазряда делителя б на управляющемвходе преобразователя 5 сигнал меняется с Офф на 1, после чегокаждый импульс, поступающий с выхода к-го разряда делителя б на входстарших разрядов делителя, вызываетуменьшение на 1 ф числа, подаваемого с выходов преобразователя 5 навходы сумматора 4, При этом последа"вательность формируемых чисел соответственно равна М, М,, 1. Если обозначить число ступенейувеличения состояния старших разрядов делителя б через М, то циклизмерения Ти состоит иэ 2 М ступенейодинаковой длительности Тм;5 т = 2 МТ Т1 Ри- мф м Г Гкгде Г- частота следования импульсовс выхода к-го разряда делителя б,Г - частота генератора 7, Р - коэффициент делителя младших к-разрядовделителя б.Число, поступающее в сумматор эа время одного цикла измерения темпе 15 ратуры, равноМ=2 Л Т Ф 2 Р Т +" +мГ т =Е т (мфм),где Г - частота термопреобраэователя,В йзвестном цифровом термометречисло импульсов, поступающих на счетчик результата эа время измерения Т,равно = ГВх ТПри Йэменении температуры навеличину, соответствующую порогучувствительности термометра, число, поступающее в блок инд акации,должно измениться на единицу, С учетом этого при равенстве интерваловвремени измерения точность описываемого цифрового термометра увеличивается по сравнению с известным термометром в (М+1)/2 раз.При этом происходит расширениединамического диапазона цифровоготермометра.Если чувствительности цифровыхтермометров установить равными, тов (М+1)/2 раэ увеличивается быстро- .40 действие,Для эффективной работыцифровоготермометра необходимо, чтобы величи" на Т была больше минимального периода входного сигнала, что достигается выбором термопреобраэователя с достаточно высокой начальной час " татой ГэфВведение в цифровой термометрновых элементов - сумматора, преобразователя кодов, тактирующего блока, позволяет повысить точность измерений температуры, расширить динамический диапазон цифрового термометра, позы- сить его быстродействие.Формула изобретенияЦифровой термометр, содержащийтермопреобраэователь с частотным вы ходом, соединенный со входом ключа,генератор опорной частоты, соединенный с делителем частоты, блок управления, вход которого соединен с выходом старшего разряда дели.65 тела частоты, а выходы соединены700788 Составитель В, Куликов Техред Л.Алферова КорректорЕ.Папп Редактор Е.Караулова Подписное Заказ 7376/33 Тираж 76 б БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент г. Ужгород ул, Проектная, 4 соответственно с управляющим входомключа, генератором опорной частотыи входом установки нуля делителячастоты, блок индикации, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения и расширения динамического диапазона,в него введены сумматор, тактирующийблок и схема преобразования кодов,входы которой соединены с выходамиделителя частоты, а выход соединенс сумматором, причем вход блока индикации соединен с выходом сумматора, входы которого соединены с блоком управления и через тактирующийблок с выходом ключа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1, Романовский В.Р, Кварцевые тер"мометры с цифровым отсчетом с разрешающей способностью 0,0001 С.Реф,сб, Приборы и средства автоматизации, Вып, Р 4 р 19 ббпр с 50 56.10 2. Авторское свидетельство СССР9310131, кл, С 01 К 7/00, 1970 (про.тотип) .