Цифровой термометр

(21) 3494210/18- (22) 17,08.82 (46) 30,0 1.85. Бюл (72) С.Л.Кабиков (53) 536.53(088.8 (56) 1. Авторское В 700788, кл. С 02. Голембо В.А Швецкий Б.И. Пьез циФровые преобраз ры. Львов, "Вища с, 147, рис, 7,1 В уби свидетельство С К 7/00, 1978.(прототип) . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРдтнм ЮеВЪ(54)(57) 1, ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, подключенный к счетному входу счетчика результата,и генератор опорной частоты, подключенный через Формирователь временного интервала к первому входублока управления, первый выход которого соединен с управляющим входомсчетчика результата, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения точности измерения путем учетанелинейности характеристики термопреобразователя, в него введены дополнительный счетчик, блок памяти и блок сдвига частоты, первый вход которого соединен с выходом термопреобразователя, а управляющий вход соединен с вторым выходом блока управления, соединенным через блок памяти с первым входом дополнитель,ного счетчика, второй вход которого ,соединен с вторым входом блока уп-, равления и выходом блока сдвига частоты, третий вход соединен с третьим выходом блока управления, а выход подключенк третьему входу блока управления, четвертый выход которого подключен к управляющему входу формирователя временного интервала.2, Термометр по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что блок сдвига частоты выполнен в виде последовательно соединенных коммутатора, многочастотного генератора и смеси- р теля, выход которого соединен с вы-,- ходом блока сдвига частоты, а вход коммутатора и второй вход смесителя, подключены соответственно к управляющему и первому входам блока сдвига частоты.50 1 11373Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к цифровым термометрам, содержащим термопреобразователь с частотным вькодом, например термочувствительныйкварцевый резонатор.Известен цифровой термометр, содержащий термопреобразователь счастотным выходом, выход которогоподключен через последовательно соединенные ключ и тактирующий блок кпервому входу сумматора, вькод которого соединен с входом блока индикации, второй вход через схему преобразования кодов подключен к первому выходу делителя частоты, второйвыход которого подключен к входублока управления, выходы которогосоединены соответственно с управляющим входом ключа, входом сброса делителя частоты и третьим входом сумматора, а также через генератор опор"ной частоты с тактовым входом делителя через генератор опорной частоты стактовым входом делителя частоты, со ответствующие входы которого черезпоследовательно соединенные электронный коммутатор, блок-диспетчер иблок распознавания калибровочных интервалов температуры подключены квыходу блока индикации 1 ,Известный термометр характеризуется сравнительно высокой сложностью и, вследствие этого недостаточной надежностью.Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности цифровойтермометр, содержащий термопреобра-,зователь с частотным выходом подключенный к счетному входу счетчикарезультата с индикатором через клю 40чи, которые могут и отсутствоватьпри использовании управляемого счетчика, генератор опорной частоты,подключенный через формирователь временного интервала (счетчик базы вре 45мени) к первому входу блока управФления, первый выход которого соединен с управляющим входом счетчикарезультата 2 1. Данный цифровой териометримеет невысокую точность измерения, ограниченную нелинейностью термочастотной характеристики термопреобразователя.Цель изобретения - повьппение точ ности измерения путем учета нелинейности характеристики термопреобразователя. 39, 2Поставленная цепль достигается тем, что в цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, подключенный к счетному входу счетчика результата, и генератор опорной частоты, подключенный через формирователь временного интервала к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с управ.пяющим входом счетчика. результата, введены дополнительный счетчик, блок памяти и блок сдвига частоты, первый вход которого соединен с выходом термопреобразователя, а управляющий вход соединен с вторым выходом блока управления, соединенным через блок памяти с первым входом дополнительного счетчика, второй вход которого соединен с вторым входом блока уп-, равления и выходом блока сдвига час-. тоты, третий вход соединен с третьимвыходом блока управления, а выход подключен к третьему входу блока управления, четвертый выход которогоподключен к управляющему входу форми", рователя временного интервала.Блок сдвига частоты выполнен в виде последовательно соединенньк коммутатора, многочастотного генератора и смесителя, выход которого соединен с выходом блока сдвига частоты,а вход коммутатора и второй входсмесителя подключены соответственно к управляющему и первому входам блока сдвига частоты.На чертеже представлена структурная схема цифрового термометра.Предлагаемый цифровой термометрсодержит термопреобразователь 1. с частотным вькодом, генератор 2опорной частоты, счетчик 3 результата, дополнительный счетчик 4, формирователь 5 временного интервала,блок 6 управления, блок 7 памятии блок 8 сдвига частоты, содержащий, в свою очередь, коммутатор 9,многочастотный генератор 10 и смеситель 11.Цифровой термометр работает следующим образом.Термочастотная характеристикатермопреобразователя может быть представлена в виде 1:Е +91 (1, (1) где- частота на выходе термопреобразователя;(5) Составитель В, Куликоведактор Л.Пчелинская Техред Л.Коцюбняк Корректор О.ТигорЗаказ 10512/30 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Жражногоений5, Р пис омитета СССР открытий ушская наб., 4/5 Филиал ППП"Патент", г . Ужгород, ул. Проектна 3(2) слагаемых с обоими знаками формирователь 5 временного интервала- должен быть выполнен в виде реверсивного счетчика, причем при отработке положительных членов суммы он (под 5 соответствующим управлением блока 6) будет выступать,в роли суммирующего счетчика, а для отрицательных членов суммы - вычитающего счетчика.После накопления в формирователе 10 5 кода согласно (0) блок 6 запускает одновременно осйовной счетчик 3 и формирователь 5, причем последний в этом интервале времени работает как вычитающий счетчик. По достижении 15 формирователем 5 нулевого состояния блок 6 запрещает дальнейшую работу счетчика 3 и выдает сигнал о готовности к выдаче результата измерения на индикатор или какой-либо другой 20 внешний приемник информации. Затем либо в режиме внешнего запуска, либо автоматически начинается новый цикл измерения.Код, накопленный в счетчике 3 к моменту достижения формирователем 5 нулевого значения, равен йфЙ=М + 130 что при учете (4) приводит к окончательной формуле для М И ), полностью совпадающей с (2) .Величины Н , Т, М, и 1, определяют для конкретного экземпляра тер- З мочувствительного кварцевого резонатора до работы с ним. Порядок определения этих величин таков: снимается (или берется из паспортных данных) термочастотная характеристика термочувствительного кварцевого резонатораИ), и по ее виду строится в заданном масштабе преобразования требуемая кривая преобразования частоты в кол й = 1 (1 ), на кривой М= :01 ) выбирается точка приблизительно в середине линейного участка и по положению этой точки определяется требуемое М , а по крутизне кривой в этой точке - требуемое Т ,0 оф выполняется преобразование кривой по формулет(,1:(н(у,)- и, ) е, - т,; составляется Функция нескольких переменных и для фиксированного М пишутсятакие Й; и 1;, которые обеспечивают минимум максимального значенияво всем диапазоне. На этом этапе,для упрощения решенйя, целесообразно рассматривать участки кривой Е И )впо обе стороны от точки, выбраннойна втором этапе, отдельно,Выполнение описанного алгоритма,необходимо проводить на ЭВМ. Цифровой термометр позволяет повысить точность измерения температуры.,