Устройство для измерения температуры

(51)1 Й. Кл. с присоелиненнем заявки рй -6 О К 7/18 Гаеуаарстиккыб кемктет СССРДата опубликования описания 10,10.81 С.В. Лукьянец, Н,И, Сорока, О,А. Тихомирова и А.Р, Решетилов(72) Авторы изобретения Минский радиотехнический институт;,(7 ) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР 11 Изобретение относится к областитепловых измерений, а именно к устройствам для измерения температурыпутем преобразования ее в импульсный параметр.Известно устройство для измерениятемпературы с частотным выходом,состоящее из преобразователя сопротивления термометра в напряжение,выполненного на базе стабилизаторатока, в цепь которого включен термометр сопротивления и преобразовательнапряжения в частоту (1 ,Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерениятемпературы.Известно устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, включенный водно из плеч мостовой схемы, усилитель разбаланса моста, времяимпульсный преобразователь напряжения, генератор импульсов, счетчик импульсов,счетчик индикации 2 3. Из известных устройств наиболееблизким по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, компаратор, вход которого соединен с конденсатором, генератор импульсов, соединенный через термометрсопротивления с входом компаратора,в качестве которого используется триггер, измеритель интервалов времени 13Недостатком устройства являетсянизкая точность измерения температуры,Целью изобретения является повы 15шение точности измерения температуры.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, первый компаратор, вход которого соединен с конденсатором, генератор импульсов, соединенный черезтермометр сопротивления с входом первого компаратора, первый счетчикимпульсов и генератор тактовых им8/097 15 25 пульсов, вззедецы термостабиз ззый резистор, второй компаратор, второй конденсатор, соединенный с входом комнаратора, два триггера, два элементаИЛИ, второй счетчик импульсов, блокпамяти, цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик входыкоторого соединены с выходами блокапамяти и второго счетчика импульсов,а выход через цифроаналоговый преобразователь и генератор тактовыхимпульсов соединен с первыми входамиэлементов ИЛИ, выходы которых соответственно соединены с входами первого и второго счетчика импульсов,а вторые входы подключены соответственно к выходам первого и второготриггеров, первые входы которых соединены с выходами компараторов, авторые входы соединены с выходом20генератора импульсов, соединенногочерез термостабильцый резистор свходом второго компаратора.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для измерения температуры содержит термометр сопротивления 1, коцдеззссзтор 2 и 3, термостзбильзшзй резистор 4, компараторы5 и 6, триггеры 7 ц 8, логическиеэлементы И 9 и 1 О, счетчики 11 и 12,30блок памяти 13, реззерсивный счетчик14, цифроацалогоьзый преобразователь15., генератор тактоззых импульсов16 и генератор импульсов 17.Устройство для измерения температу- З 5ры работает следующим образом,Генератор импульсов 17 генерирует в непрерывном режиме прямоугольные импульсы, длительность которыхвыбирается большей по сравнению с40временем нарастания переходного процесса в измерительной резистивноемкостцой цепи, образованной сопротивлением термометра сопротивленияи конденсатором 2 при наименьшей измеряемой температуре.Интервал, между импульсами выбирается достаточным для полного затухания переходных процессов,Каждый новый фронт импульса опрокидывает триггеры 7 и 8 таким образом, что на входы логических схем9 и 10 поступает разрешение на пропуск тактовых импульсов с выходагенератора тактовых импульсов 16 55на счетчики 11 и 12.Одновременно импульс от генератораимпульсов 17 поступает через резисто 9 4ры 1 ц л ц коппсзг;орыц 1, 11 - чццаеся нарастание цз 1 рзжсцз ц цих, причем время нарастания напряжения на конденсаторе 2 до порога срабатывания компаратора пропорционально измеряемой температуре, а на конденсаторе 3 - относительнонеиэменно,При достижении напряжениями порогов срабатывания компараторы 5 и 6вырабатывают импульсы, приводящиек обратному опрокидыванию триггеров7 и 8. На их выходах образуютсясигналы, запрещающие поступлениеимпульсов через логические элементыИ 9 и 1 О на .входы счетчиков 11 и 12.Число импульсов, записанное всчетчике 12, пропорционально величине термостабильного резистора, ачисло импульсов, записанное в счетчике 11, пропорционально величинесопротивления термометра сопротивления 1,11 рц настройке устройства в целомпорог срабатывания компаратора 6устацаззлцвается таким образом, чточисло импульсов, записанное в счетчике цму:ц,сов 12, окдэзнается равцьм числу цмпул сов, записанных перед н;отрезко устройств в блокпамяти 3.В с:зучае откзнгнеция по какой - либопричззце нереходцо о процсзсса в цепи, спетоззцез иэ резистора 4, конденсатора 3, комцаратора 6, 1 риггер 8, логического цемента И 10, отперзоцсчал цой настройки в счетчике12 эгзззззсыззсзет я ццое чцссто импульсов, большее цли меньшее зо сраезнению с хранящимся в блоке памяти 13.В результате этого в реверсивномсчетчике 4 формируется код "больИше или меньше , преобразуемый цифроаналоговым преобразователем 5 в аналоговое напряжение, подстраивающее генератор тактовых импульсов 16до тех пор, пока число импульсов,записанных в счетчике 12, не станетпрактически равным числу импульсовблока памятия 13 (с учетом пределовтехнической точности системы подстройки).Таким образом, в счетчике 12 автоматически поддерживается неизменное число импульсов, которое приводится в соответствие с начальнойнастройкой устройства.В аналогичНых условиях цо отношению к возмущающим факторам ( измеВНИИПИ Заказ 8422/12 Тираж 910 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул,Проектная,4 5 8709нене напряжения, температуры) находятся измерительная цепь, состоящаяиз термометра сопротивления 1, конденсатора 2, компаратора 5, триггера1, логического элемента 9, Поэтомуошибка измерений за счет этих факторов в полной мере устраняется, а следовательно, повышается точность измеренияПусть, например, изменение порогасрабатывания компаратора 6 приведетк увеличению длительности импульса,вырабатываемого триггером 8 для логического элемента 10. Число импульсовв счетчике 12 возрастает, что ловлечет выработку кода в реверсивномсчетчике 14 на уменьшение частоты,генерируемой генератором тактовыхимпульсов 16,Но такое же изменение порогасрабатывания произойдет в компараторе 5, длительность импульса на выходе триггера 7 увеличится, Еслибы генератор тактовых импульсов былстабильным, то это повлекло бы ошибку25измерений, Однако частота генерацииснижена в соответствии с кодом реверсивного счетчика 14, поэтому ошибка измерений автоматически компенсируется30Наличие новых элементов в устрой"стве - дополнительной ВС -цепи,.второго компаратора, реверсивногосчетчика, блока памяти выгодно отличает описываемое устройство от устройства прототипа, так как позволяет З 5повысить точность измерения температуры. Формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивле 7 ч бния, первый компаратор, ход которогосоединен с конденсатором, генераторимпульсов, соединенный через терчометр сопротивления с входом первогокомпаратора, первый счетчик импульсови генератор тактовых импульсов, о т"л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него введены термостабильный резистор, второй компаратор, второйконденсатор, соединенный с входомкомпаратора, два триггера, два элемента ИЛИ, второй счетчик импульсов,блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик, входыкоторого соединены с выходами блокапамяти и второго счетчика импульсов,а выход через цифроаналоговый пре "образователь и генератор тактовыхимпульсов " с первыми входами элементов ИЛИ, выходы которых соответственно соединены с входами первого ив горого счетчика импульсов, а вторые входы подключены соответственнок выходам первого и второго триггеров, первые входы которых соединены .с выходами компараторов, а вторыевходы соединены с выходом генератораимпульсов, соединенного через термостабильный резистор с входом второгокомпаратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Мф 517810, кл, 8 01 К 7/18, 1976.2, Авторское свидетельство СССР М 662871, кл. Я О 1 К 7/20, 1979.3. Патент США М 3672218, кл. 73-362 Ай, опублик. 1972 (прототип).