Цифровой термометр

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ сэ ги СПУБЛИН 04 С 01 К 7/32 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ЗОБРЕТЕНИЯ Ф1 ТЕЛЬ Р СКОМУ и и электр ство ССС О, 1971. во СССР 32, 1983(57) зобретение относится к техникеатурных измерений, Цель изобя - повышение надежности путемния конструкции. Двоично-деый реверсивный счетчик 9, выимпульсы датчика 1 температурь емпе етен про яти тая(71) Институт радиофизиники АН АрмССР(56) Авторское свидетелВ 310131, кл, С 01 К 7Авторское свидетельсФ 1107009, кл. С 01 К 7 из абсолютного значения минимальноиотрицательной температуры диапазонаизмерений, отсчитывает отрицательнуютемпературу до достижения нулевогозначения, после чего перевоцит знаковый разряд блока 10 индикации в положение, соответствуюЩее положительной температуре, и начинает суммировать импульсы датчика 1 температурыдо момента окончания опорного импульса, что позволяет представитьрезультат, измерения отрицательных иположительных температур в прямом коде с непосредственной выдачей на индикацию без применения дополнительныхэлементов для преобразования и индикации. При этом ключи 2, 7 и 8, инвертор 3, одновибратор 5 реализуются все вместе на двух интегральныхмикросхемах серии 133 ЛАЗ. 1 ил.1280341 К 11 ф " нн Изобретение относится к технике температурных измерений.Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения конструкции. 5На чертеже представлена блок-схема цифрового термометра.Цифроной термометр состоит иэ датчика температуры 1 с частотным выходом первого ключа 2, инвертора 3, 10 триггера 4, одновибратора 5, генератора 6 опорного импульса, второго ключа 7, третьего ключа 8, дноичнодесятичного реверсивного счетчика 9, блока индикации 10.Цифровой термометр работает следующим образом,Генератор опорного импульса 6 выдает импульс фиксированной длительности с, и на время действия импульса открывает ключ 2, За время с через замкнутый ключ 2 проходят импульсы датчика температуры 1, количество которых зависит от значения температуры снимаемого датчиком. Если призначении температуры, соответствующем нижнему пределу диапазона измерений температуры И, частота навыходе датчика температуры равна Гц,то через ключ 2 пройдетй импульсов, Соответственно для верхнего предела диапазона измерений Ипри частоте Г через ключ 2 пройдеть Гь импульсов. При этом, если считать, что каждый импульс представляет одну единицу в младшем разряде ре.эультата измерения, то для обеспечения требуемой точности К необходимовыполнение равенства К(И ф М)=(Е-Е) при й Йи К = 1; 10;40100 и т.д. соответственно для точности до 1; 0,1; 0,01 С и т.д. чтодостигается регулировкой длительности ,Передний фронт опорного импульса45формирует короткий импульс на выходеодновибратора 5, который поступает.на вход управления загрузкой начальных данных реверсивного счетчика 9и на единичный вход триггера 4, чтоустанавливает его нулевой выход в нулевое, а единичные выход - в единичное состояние, которое открываетключ 8, и импульсы с выхода ключа 2начинают поступать на вход обратногосчета реверсивного счетчика 9, в который при поступлении импульса загрузки с выхода однонибратора 5 за 2писывается число, предварительно вычисленное и записанное на входах предустановки счетчика 9 присоединением соответствующих входон к земляной или йитающей шине. Вычисление предустановки производится по формуле При этом, если производится измерение отрицательной, температуры, например М, то из записанного в счетчике числа п за время цикла Измерения вычитается , Г импульсов и в счетчике оказывается записано числоК 1 н представляющее результат измерения температуры Ид сточностью К. При окончании опорного импульса его задний фронт, проинвертированный инвертором 3 дает импульссчитывания результата измерения вблок индикации 10, куда в прямом коде переносится состояние счетчика 9и состояние нулевого выхода триггера4, дающее информацию о полярности иэмеряемой температуры и соответствующее.нулю при измерении отрицательных температур.Блок индикации 10 может быть реализован любым иэ известных методов с динамической индикацией, с постоянной светимостью при наличии памяти, загружаемой при поступлении импульса с выхода,инвертора 3, или со светимостью в промежутках между опорными импульсами, когда инвертор 3 дает разрешение на высвечивание резулЬтата измерений, при этом возможно использование любых устройств индикации - как индикаторных ламп, так и светодиодных матриц с сегментным высвечиванием цифры.Если измеряется положительная температура, например Н, то эа время цикла измерения в счетчик поступает сц Г импульсов, При этом цикл измерения начинается также, как и при измерении отрицательных температур, однако, так как Е 6 ) Й и импульсов от датчика температуры поступает больше, то счетчик 9, вычитая, досчитынает до нуля и импульсом заема с выхода заема воздействует на нулевой вход триггера 4, переводя его нулевой выход в единичное,а единич- ный выход - в нулевое состояние. Это состояние триггера закрывает ключ 8; открывает ключ 7, и импуль1280341 4 35 40 45 50 55 сы с выхода ключа 2 начинают поступать на вход прямого счета реверсивного счетчика. К концу действияопорного импульса, пока открыт ключ2, счетчик суммирует количество импульсов, равное . Г - п или7, Г -КИ-ь Йц = КЕ , что представляет результат измерения температурыБ с точностью К. После окончанияопорного импульса в блок индикации, Юпри воздействии сигнала с выхода инвертора 3 переносится в прямом кодесостояния счетчика 9 и состояние нулевого выхода триггера 4, которое приизмерении положительных температур со.15соответствует единице.Результат измерения промежуточныхтемператур М с точностью К в диапазоне И-Из определяется выражениемКИ=2 - пгде й - частота на 20выходе датчика температуры при температуре Н. Указанное выражение можетбыть отрицательным или положительным,что фиксируется триггером в зависимости от того, успеет ли счетчик приданной частоте датчика темпераруры,вычитая досчитать до нуля за периоддействия опорного импульса,Таким образом, счетчик начинает;отсчет результата измерения вычитанием импульсов датчика температурыиз абсолютного значения нижнего предела диапазона измерения, а если завремя. действия опорного импульсасчетчик достигает нуля, то с этогомомента и до конца действия опорногоимпульса импульсы датчика температуры суммируются в счетчике, начинаяФотсчет с нуля, т.е. шкала значений9температуры, отсчитываемых счетчиком,у предлагаемого устройства начинается с отрицательных температур, абсолютное значение которых представлено в прямом коде, и, уменьшаясь,приближается к нулю, плавно проходит через ноль и начинает возрастатьпо абсолютному значению в прямом коде уже в области положительных температур, подобно шкале обычных ртутных термометров с непосредственнымсчитыванием показаний,Предлагаемая конструкция цифрового термометра может работать и с датчиком тепературы, имеющим отрицательную температурную зависимость, т.е.когда й ъ Е. В этом случае ц выбирается из аналогичного соотношения К(,И +И)=.(Г-Г ), предустановка определяется соответственно по формуле и =КМ 7 1, а в знаковом разе цряде блока индикации ноль соответствует положительным тепературам, а единица - отрицательным. Режим работы реверсивного счетчика предлагаемого устройства, обусловленныи наличием введенных в него элементов и связей между ними, позволяет снимать с него показания о значении положительных и отрицательных температур в прямом коде с непосредственной выдачей на индикацию. Положительный эффект предлагаемымустройством достигается путем реализа.ции ключа 2, инвертора 3, ключа 8,ключа 7, генератора 6 опорного импуль.са, одновибратора 5 всех вместе надвух интегральных микросхемах серии133 ЛАЗ. Формула изобретения Цифровой термометр, содержащий датчик температуры с частотным выходом, подключенный к первому входу первого ключа, второй ключ, триггер, нулевой выход которого соединен с первым входом второго ключа, генератор опорногоимпульса, двоично-десятичный реверсивный счетчик, блок индикации, соединенный входами разрядов с выходамисоответствующих разрядов двоично-десятичного реверсивного счетчика, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности устройства путем упрощения конструкции, в неговведены одновибратор, третий ключ иинвертор, вход которого соединен свыходом генератора опорного импульса,вхоцом одновибратора и вторым входомпервого ключа, а выход - с входом считывания результатов измерения блока индикации, причем выход одновибратора соединен с входом управления загрузкой начальных данных двоична-десятич ного реверсивного счетчика и с единичным входом триггера, нулевойвход которого, соединен с выходомпереполнения двоично-десятичного реверсивного счетчика, а единичныйвыход - с первым входом третьегоключа, второй вход которого соединен с выходом первого ключа и вторым входом второго ключа, выход ко,торого соединен с входом прямого1280341 Составитель Е.ЗыковРедактор Т.Парфенова Техред И.Попович Корректор А.Ильин Заказ 7048/40Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 счета двоично-десятичного реверсивного счетчика, вход обратного счета которого соединен с выходом третьего ключа, а вход знакового разрядаблока индикации соединен с нулевымвыходом триггера,