Цифровой измеритель температуры

11111Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при измерении температур быс,ропротекающих процессов,Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, включенный во времязадающую цепь генератора измерительных импульсов, выход которого подключен к входу схемы сравнения импульсов, а 10 к ее двум другим входам подключены выходы генератора счетных импульсов и генератора эталонных импульсов, причем выход схемы сравнения импульсов подсоединен к счетчику с цифро - вым индикатором, генератор запускающих импульсов и генератор импульсов уставкиНедостатком данного устройства является низкое быстродействие.20Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, схему сравнения, входы которой соединены с выходами генераторов эталонных, измерительных и счетных импульсов, а выход подключен к счетчику импульсов с цифровым индикатором и счетному входу реверсивного счетчика, управляющие входы .которого соединены с выходами времязадающего делителя и триггера, а выход подключен к входу схемы выявления большего числа, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадения, второй и третий входы которой соединены с выходом триггера и генератора импульсов уставки, а выход подключен к исполнительному блоку, генератор40 запускающих импульсов, соединенный с управляющими входами генераторов измерительных и эталонных импульсов, триггера и установочным входом генератора импульсов уставки Г 2 1Недостатком этого устройства также45 является низкоебыстродействие из-за инерционности термопреобразователя.Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, схему сравнения, входы которой соединены с выходами ге. - нераторов эталонных измерительных и счетных импульсов, а выход подключен к счетчику импульсов с цифровым индикатором и счетному входу реверсив 037ного счетчика, управляющие входы которого соединены с выходами времязадающего делителя и триггеры, а выход подключен к входу схемы выявле -ния большего числа, первый выход которой соединен с первым входом схемысовпадения, второй и третий входыкоторой соединены с выходом триггера и генератора импульсов уставки,а выход подключен к исполнительномублоку, генератор запускающих импульсов, соединенный с управляющими входами генераторов измерительных иэталонных импульсов, триггера и ус 1 тановочным входом генератора импульсов установки, введены коммутатор ицицеро-аналоговый преобразователь,вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, а выход .одключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выводами термопреобразователя сопротивления, третий вход соединен с времязадающей цепью генератора измерительных импульсов, а управляющий входсоединен с вторым выходом схемы выявления большего числа.На фиг. 1 приведена блок-схемацифрового измерителя температуры;на фиг. 2 - зависимости выходногосигнала реверсивного счетчика от температуры.Цифровой измеритель температурысодержит термопреобразователь сопротивления 1, измерительный генератор2, эталонный генератор 3, генераторсчетных импульсов 4, генератор запускающих импульсов 5, времяэадающий делитель 6, схему 7 сравнения, счетчик8, цифровой индикатор 9, триггер 10,реверсивный счетчик 11, схему 12выявления большего числа, элементсовпадения 13, исполнительный блок14, генератор 15 импульсов уставки,цифро-аналоговый преобразователь 16и коммутатор 17.На фиг. 2 кривая 18 показывает изменение сигнала на выходе реверсивного счетчика в том случае, если измеряемая температура, ниже допустимой; кривая 19 - когда температуравыше допустимой; кривая 20 - приразогреве термопреобразователя.Устройство работает следующим образом,Генератор импульсов запуска 5 запускает одновременно измерительныйгенератор 2 с термопреобразователем1 во времязадающей цепи и эталонный1 Рт, т 5 генератор 3, Схема сравнения 7 сравнивает длительности импульсов, вырабатываемые этими генераторами, и с помощью генератора счетных импульсов 4 вырабатывает пачку импульсов, пропорциональных разности длительностей импульсов эталонного 3 и измерительного 2 генераторов. Эта пачка поступает на вход счетчика 8 с цифровым индикатором 9 и одновременно на счетный вход реверсивного счетчика 11 и вычитается в нем из предыдущей пачки импульсов, записанной в предыдущий такт измерения температуры. Это осуществляется с помощью триггера 10, подключенного к управляющему входу реверсивного счетчика 11 за счет деления частоты запускающих импульсов на 2.Таким образом, вычисляется разность ЬТ/й (М=2 Т ), где 1 О - период импульсов запуска, дискретный аналог проводной , характеризующийдТдСкрутизну нарастания температуры. Число ЬТ/йС сравнивается в схеме 12 выявления большего числа с предварительно записанным числом Н котопио ф рое соответствует минимально возможному скачку измеряемой температуры и определяется расчетно-аналитически при известных параметрах конструкции датчика или экспериментально при задании соответствующего скачка температуры.Если аТ/д 1(М то термопреоб- . разователь 1 с помощью коммутатора 17 соединен с генератором измерительных импульсов 2; если ЬТ/д 1)йП 1 йто на первый вход схемы совпадения 13 с выхода схемы 12 выявления большего числа поступает напряжение сигнала опасного нарастания температуры, а на управляющий вход коммутатора 17 - сигнал, обеспечивающий под. ключение термопреобразователя к выходу цифро-аналогового преобразователя 16.Так как на второй вход схемы совпадения поступает сигнал с выхода триггера 10, а на третий вход - сигнал с генератора импульсов уставки, то сигнал опасного нарастания температуры поступает на вход исполнительного блока 14, например, сигнализирующего об опасном нарастании температуры, при температуре термопреобразователя выше установленной, прн обратном счете реверсивного счетчика 11.Одновременно разностный код с ре версивного счетчика 11 поступает навход цифро-аналогового преобразователя 16, с выхода которого на термо" преобразователь 1 подается формирующий импульс тока длительностью , Я (фиг. 2). Мощность импульса тока определяется из следующего соотношения; где С =сопзС - теплоемкость терморезистора;И - количество импульсовв пачке, М.-дТ/Йй.Поданный на термопреобразовательимпульс тока разогревает его изнутри, выравнивая градиент температурыот центра к периферии термопреобразователя 1,ускоряя его прогрев повсей массе (фиг. 2). Времязадающнйделитель 6 при этом исключает реакцию схемы измерения производной температуры на прогрев термопреобразователя 1 при формирующем импульсе за 30счет формирования запрещающего импульса по входу установки нуля реверсивного счетчика 11, длительностькоторогодостаточна для обеспе -чения установившегося режима прогрева в термопреобразователе 1 после.35форсирующего импульса. Длительностьопределяется либо расчетно-аналитически, либо экспериментально,аналогично М ,. После формирования 40импульса 1 т делитель 6 формируетимпульс, разрешающий работу реверсивного счетчика в течение двух тактов работы генератора запускающихимпульсов.45Наличие в устройстве дополнительных элементов - аналогового переключателя и цифро-аналогового преобразователя позволяет в 5-20 раз снизитьинерционность термопреобразователя50(в зависимости от .перепада температур и допустимого для каждого типатермопреобразователя тока разогреваи его конструкции), повысить точность отсчета абсолютных значенийтемпературы и ее оперативную регист 55.рацию, что особенно важно при контроле быстропротекающих процессов.