Цифровой измеритель температуры

% ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытий К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР (72) В.В.Воскресенский(56) Авторское свидетельство СССР В 619809, кл. С 01 К 7/16, 1976,Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Л.: Гидрометеоиздат, 1977, с. 567-569. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к технике температурных измерений и позволяет повысить точность измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением индуктивностей обмоток трансформатора, и упростить устройство путем уменьшения числа резисторов в измерительном мосту. Подклю.801280340 А 1 чение второго вывода третьего резистора 8 к первому выводу первой обмотки трансформатора 3, второго выводатермопреобразователя 1 сопротивления к входу фазочувствительного нульоргана 6, а второй обмотки трансформатора 3 к выходу генератора 9 позволяет получить на выходе преобразователя 7 код-напряжение код, определяемый отношением числа витков трансформатора. На выходе фазочувствительного нуль-органа формируется сигнал,пропорциональный отклонению падениянапряжения на термопреобразователе 1сопротивления от падения напряжения на резисторе 4, Преобразователь 7 код-напряжение создает напря-жение компенсации, пропорциональноеизмеряемой температуре, которое поступает через резистор 8 на резистор 4 и уравновешивает измерительныймост 2. 2 ил.Изобретение относится к техникетемпературных измерений, а именнок цифровым измерителям температуры и может найти применение н океанографической измерительной аппаратуре,Целью изобретения является повыше ние точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением индуктивностей обмоток трансформатора, и упрощение измерителяпутем уменьшения числа резисторовизмерительного моста.На фиг.1 приведена структурнаясхема цифрового измерителя температуры, на фиг.2 - структурная схема15преобразователя код-напряжение,Измеритель температуры содержиттермопреобразователь сопротивления 1,подключенный трехпроводной линиейсвязи к измерительному мосту 2, содержащему трансформатор 3, первый ивторой резисторы 4 и 5, фазочувствительный нуль-орган 6, преобразователь 7 код-напряжение, третий резистор 8 и генератор 9.Измерительный мост 2 предназначендля преобразования приращений электрического сопротивления термопреобразователя 1 в напряжение, поданае 30мое на второй вход нуль-органа.Фазочувстнительный нуль-орган 6предназначен для управления преобразователем 7 код-напряжение и можетбыть выполнен в виде последовательно соединенных предварительного усилителя, полосового Фильтра и Фазочувствительного детектора, предназначенного для выделения активной составляющей выходного напряжения измерительного моста.Преобразователь 7 код-напряжение предназначен для формирования выходного кода И, зависящего от измеряемой температуры и пропорционального 45 коду напряжения компенсации, подаваемого в измерительный мост через третий резистор 8.Преобразователь 7 код-напряжение (фиг,2) содержит пороговые элементы 10 и 11, элемент ИЛИ 12, генератор импульсов 13, ключ 14, триггер знака 15, ренерсинный счетчик 16 и управляемый делитель напряжения 17.Генератор 9 предназначен для питания измерительного моста 2 и преобразователя 7 код-напряжение синусоидальным напряжением и для формирования опорного напряжения, поданаемого на первый вход Фазочувстнительного нуль-органа 6, синфазного с выходным напряжением измерительного моста 2, подаваемым на второй вход фазочувствительного нуль-органа б,Устройство работает следующим образом.В установившемся режиме, т.е. при некотором фиксированном значении измеряемой температуры, измерительный мост 2 уравновешен по активной составляющей, а значение выходного кода измерителя постоянно и соответствует данной температуре. Если измеряемая температура изменилась, например возросла, то сопротивление термопреобразователя 1 возрастает, что приводит к появлению активной составляющей напряжения на выходе измерительного моста 2 и на втором входе нуль-органа 6, синфазного с опорным напряжением, подаваемым с второго выхода генератора 9 на первый вход нуль-органа б. Прн этом на выходе нуль-органа 6 Формируется положительное напряжение, поступающеео на вход преобразователя 7 код-напряжение. Это напряжение при превышении порога срабатывания порогового элемента 10, имеющего положительный порог срабатывания, переводит его из состояния "0" н состояние 1" При этом триггер 15 устанавливается н состояние "1" и выдает сигнал в реверсивный счетчик 16 на сложение импульсов, поступающих от генератора импульсов 13 с тактовой частотой Г (меньшей, чем частота напряжения питания измерительного моста 2) через ключ 14, который открыт сигналом "1", поступающим на его управляющий вход с выхода порогового элемента 10 через элемент ИЛИ 12. Поступающие на вход реверсивного счетчика 16 импульсы увеличивают значение его выходного кода И и коэфФициент деления управляемого делителя напряжения 17, выходное напряжение которого пропорционально коду И и подается через резистор 8 в измерительный мост 2, активная составляющая выходного напряжения которого уменьшается с увеличением кода И и выходного напряжения делителя напряжения 17, т.е. осуществляется автоматическое уранновешинание моста 2по активной составляющей, Процесс уравновешивания протекает до техпор, пока постоянное положительное напряжение на выходе нуль-органа б не станет меньше порога срабатывания порогового элемента 10, что вызовет переход порогового элемента 10 из состояния "1" в состояние "0", Ключ 14 при этом закрывается и прекращается поступление тактовых импульсов в реверсивный счетчик 16, Новое установившееся значе ние кода М при этом соответствует новому возросшему значению измеряемой температуры. Если измеряемая температура уменьшается, то уменьшается сопротивление термопреобра зователя 1, что приводит к появлению активной составляющей напряжения на выходе моста 2 и на втором входео нуль-органа 6, сдвинутого на 180 относительно опорного напряжения. При 20 этом на выходе нуль-органа 6 формируется отрицательное напряжение постоянного тока, которое при превьппении порога срабатывания порогового элемента 11, имеющего отрицательный порог срабатывания, переводит его из состояния "0" в состояние "1", обеспечивая тем самым установку триггера 15 в состояние "0", который выдает сигнал в реверсивный счетчик 16 на З 0 вычитание тактовых импульсов, и перевод ключа 14 в открытое состояние.Поступающие на вход реверсивного счетчика импульсы в этом случае уменьшают значение его выходного кода И 35 и коэффициент деления управляемого делителя напряжения 17, выходное напряжение которого уменьшается с увеличением числа поступающих импульсов, вызывая уменьшение активной составляющей напряжения на втором входе нуль- органа 6 и уменьшение постоянного отрицательного напряжения на управляющем входе преобразователя 7 код-напряжение. Процесс уравновешивания 45 протекает до тех пор, пока отрицательное напряжение на выходе нуль- .органа 6 не станет меньше (по абсолютному значению) порога срабатывания порогового элемента 11, что вызовет 50 его переход из состояния "1" в состояние "0". Ключ 14 при этом закрывается и прекращается поступление тактовых импульсов г реверсивцый счетчик. Новое устацооивпееся эцачение кода Е при этом соответствует новому уменьшившемуся значению измеряемой температуры.Компенсация начального сопротивления термопреобразователя обеспечивается путем выбора определенных значений сопротивлений резисторов и отношения витков обмоток трансформатора.Формула изобретенияЦифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, измерительный мост, состоящий из резисторов и трансформаторов, первый вьвод первой обмотки которого соединен через первый резистор с общей шиной измерителя, а второй вывод через первый провод трех- проводной линии связи соединен с первым выводом термопреобразователя сопротивления, второй вывод которого через второй провод линии связи и второй резистор подключен к первому выходу генератора, соединенному с питающим входом преобразователя коднапряжение, выход которого подключен к первому выводу третьего резистора, а управляющий вход соединен с выходом фазочувствительного нуль-органа, первый вход которого подключен к второму выходу Генератора, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности измерения путем уменьшения ошибки измерения, вызванной изменением индуктивностей обмоток трансформатора и упрощения измерителя путем уменьшения числа резисторов измерительного моста, первый и второй вьводы второй обмотки трансформатора соединены соответственно с первым выводом генератора и общей шиной измерителя, второй вывод третьего резистора подключен к первому выводу первой обмотки трансформатора, а второй вход фазочувствительного нуль-органа подключен через третий провод линии связи к второму выводу термопреобразователя сопротивления.1280340 Составитель В.Куликов Техред И.Попович Корректор М,Демчик едактор Т.Парфено Заказ 7048/ ираж 77 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор оектная, 4 ВНИИПИ по дел 113035 осударственного кизобретений и от Москва, Ж, Рау Подписноета СССР рытииская наб., д, 4/5