Устройство для измерения криогеннойтемпературы

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскик Социалистических Республикнп 836534 1) Дополнительи 2) Заявлено 19,0 присоединением е к авт. свид-в Я)м, Кд,з 6 01 К 7/18 осударстаенный комитет СССР по делам изобретений и открытий) Приоритет Опубл ано 07.06,81, Бюллетень МоДата опублико яописания 0706 Заявите ски литехнический ти 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРИОГЕННТЕМПЕРАТУРЫ к области а именно ния криогенизмерения тчик тем- преобрар, счетчик ии, цифвляется повы ня температу гаетсяены блокцикла,Изобретение относитсятемпературных измерений,к устройствам для измереной температуры.Известно устройство длятемпературы, содержащее да пературы, аналого-цифровойзователь, опорный генератоимпульсов, блок.лианеризац ровой индикатор 11.Однако зто устройство не обеспечивает высокои точности измерения в области низких температур.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения криогенной температуры, содержащее датчик температуры, преобразователь выходного сигнала датчика во временной интервал, генератор опорной частоты выход которого через управляемый делитель частоты соединен со счетным входом измерительного счетчика, выход которого через последовательно включенные дешифратор и шифратор соединены со входом управляемого делителя частоты 23.Недостатком этого устройства явл ется низкая точность измерения за,79 (21) 2799609/18 заявки Иосчет увеличивающейся методической погрешности при цифровом измерении интервалов времени, пропорциональных температуре, уменьшающихся за счет резкого снижения чувствительности используемых платиновых и пол проводниковых термометров сопротивления в сторону низких (до 4 К)ои в сторону высоких (до 160 К) крио генных температур соответственно.При этом простое увеличение частоты опорного генератора для уменьшения методической погрешности ограничивается быстродействием существующей 5 элементной базы.Целью изобретения яшение точности измерентры Поставленная цель доститем, что в устройство введформирования йзмерительноговход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а выходс управляющим входом преобразователя, два триггера, два счетчика, причем счетный вход первого счетчика соединен с выходом преобразователя и первым логическим входом второго счетчикаа выход соединен с первыми входами триггеров, выход втсрого счетчика соединен со вторымвходом второго триггера, первыйвыход которого соединен с логическим входом измерительного счетчикаи вторым логическим входом второгосчетчика, а второй выход связан совторым входом первого триггера, выход которого соединен с логическимвходом первого счетчика.На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство для измерения криогенной температуры содержит датчик температуры 1 со стабилизированным источником питания 2, преобразователь3 выходного сигнала датчика во временной интервал, блок формированияизмерительного цикла 4, выход кото-,рого соединен со входом преобразователя 3, генератор опорной частоты 5,первый б и второй 7 счетчики, первый 8 и второй 9 триггеры, измерительный счетчик 10, табло отображения 11, дешифратор 12, шифратор 13 и управляемый делитель частоты 14.Блок формирования измерительногоцикла 4 служит для Формирования из импульсов генератора опорной частоты .5 импульсов единичного измерительного цикла длительностью Тьхп гдехп 1 - максимальная величина измеряемого параметра на выходе преобразователя 3. Счетчик б имеет емкость и определяемую необходимой кратностью расширения измеряемого параметра Фх для достижения заданной точности измерения. Счетчик 7 имеет емкостьй = ПТГ 0, где Г 0 - частота опорного генератора 5.Устройство для измерения криогенной температуры Работает следующим образом.Температура, подлежащая измерению, воздействует. на термодатчик. По команде "Начало цикла" блок Формирования измерительного цикла 4 запускает преобразователь выходного сигнала термодатчика в интервал времени 3 с частотой единичногог измерительного цикла Е= - , которыйТ осуществляет преобразование выходного сигнала термодатчика за каждый измерительный цикл длительностью Т в интервал временидлительностью ТВ начальном состоянии логический вход счетчика б открыт по неинверсному выходу первого триггера 8, а второй логический вход второго счетчика 7 и логический вход измеритель-. ного счетчика 10 закрыты по второму (неинверсному) выходу второго триггера 9. Первый логический вход второго счетчика 7 всегда будет открыт на интервал времени Т-Сх.Первый счетчик б начинает считать число интерваловС,до заданной кратности п, а второй счетчик 7 число импульсов частоты опорного генера 50 55 мени. При. такой органнзации цифрового измерения среднеквадратическая погрешность кнантования единичного измерения уменьшается в и раз.Для устранения необходимости выйолнения операции деления получен" ного результата на и после измерения входного парметра, следует ныбирать и = 10, где К = 1,2,3В этом случае для отсчета показанийн заданном масштабе измеряемойвеличины достаточно не дешифрироватьмладшие разряды измерительногосчетчика, количество которых устанавливается в зависимости от заданной величины К.Наличие ноных элементон в устройстве выгодно отличает его от поотатора 5 за время, равное п(Т-Фх ).Таксй режим работы продолжается втечение подготовительного цикла Тдо тех пор, пока первый счетчик бне войдет в режим переполнения, 5 т.е. насчитает число интервалон,равное заданной кратности п. Припереполнении счетчика 6 срабатываютпервый 8 и второй 9 триггеры. Выходным сигналом первого триггера 8закрывается логический вход первого,счетчика б, при этом прекращаетсясчет интервалов времени Фх. Выходным сигналом спервого (неинверсного) выхода второго триггера 9открывается второй логический входвторого счетчика 7 и логическийвход измерительного счетчика 10.Начинается измерительный цикл. Приэтом от опорного генератора на второй счетчик 7 будут поступать им пульсы с частотой Го, а на измерительный счетчик 10 - с частотойГо/Кд, где К, - коэффициент деления управляемого делителя частоты14, который выбирается из расчета 25 заданной точности линеаризациихарактеристики датчика температуры1 и устанавливается дешифратором13 сигналом с шифратора 12, соединенного с измерительным счетчиВеличина измерительного циклабудет определяться временем счетаимпульсов частоты опорного генератора 5 вторым счетчиком 7 от концаподготовительного цикла до переполнения счетчика. Это число импульсон можно определить как разностьчисла импульсов от полной емкостивторого счетчика ПТГа и числа импульсов , записанных этим же счет чиком за.подготовительный циклп(т - х )о, т.е.пТГр - и (Т - фх ) Груп (гх ФрСоотнетстненно время измерительногоцикла ТИ равно и45 ТИ= п Х = Ц 1 "х(Таким образом в устройстве осуществляется непрерывное расширение вп раз измерительного интервала вре836534 Составитель В. КуликовТехред Н. Келушак Корректор О. Билак едактор О. Филиппов Тираж 907 ПодписноеГосударствЕнного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4 каз 3102/3 ВНИ 11303 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная типа, так как позволяет повыситьточность измерения температуры, чтопозволяет расширить сферу применения устройства. Формула изобретенияУстройство для измерения криогенной температуры, содержащее датчик температуры, преобразователь выходного сигнала датчика во временной интервал, генератор опорной частоты, выход которого через управляемый делитель частоты соединен со счетным входом измерительного счетчика, выходы которого через последовательно включенные дешифратор и шифратор соединены со входом управляемого делителя частоты, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения, в него введены блок формирования измерительного цикла, вход которого соединенс выходом генератора опорной частоты, а выход соединен с управляющим входом преобразователя,.два триггера, два счетчика, причем счетныйвход первого счетчика соединен с выходом преобразователя и первым логи-.ческим входом второго счетчика, авыход соединен с первыми входами триггеров выход второго счетчика соединен со вторым входом второго триггера, первый выход которого соединен.с логическим входом измерительногосчетчика и вторым логическим входом второго счетчика, а второй выходсоединен со вторым входом первоготриггера, выход которого соединен слогическим входом первого счетчика.15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 559131, кл. С 01 К 7/16, 1977.2. Авторское свидетельство СССРВ 466401, кл. С 01 К 7/18, 1975