Цифровой термометр

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) С 1 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСКОМУ катор ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Л.Котляров, В,А,Голембо и О.А.Губанов(56) Авторское свидетельство СССР В 1051387, кл. С 01 К 7/32, 1979.Авторское свидетельство СССР У 1247678, кл. С 01 К 7/32, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР(57) Изобретение может быть использовано для измерения температуры контактным образом с помощью термопреобразователей с частотным выходным сигналом. Цель изобретения - по вышение точности измерения. При оче редном переполнении счетчика счетно го интервала 11 замыкаются ключи 5 и 18 .и в счетчик 6 поступают импульсы с выхода смесителя 3, а в счетчик 1 О - с выхода делителя 21 частоты. Так продолжается до тех пор, пока число импульсов в счетчике счетного интервала 11 не становится равным числу импульсов, поступающих с выходов группы элементов 13 коммутации на вторые входы схемы 12 сравненияСигнал с выхода последней устанавливает в состояние "1" тригтер 15, замыкается ключ 17 и на вход вычитающего счетчика 19 начинают поступать импульсы с частотой опорного генератора 4.Ключи 5 и 18 размыкают- Я ся и запускается одновибратор 16, передний фронт которого переносит результат из счетчика 6 результата в инди ный регистр 7. 1 ил.1281925 где5 Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для измерения температуры контактным образом с помощью тер.мопреобразователей 1 с частотным выходным сигналом, например пьезокварцевых термопреобразователей.Цель, изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения "влияния на результат измерения изменений температуры опорного генератора.На чертеже представлена схема цифрового термометра.Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1, например термочувствительный кварцевый резонатор,включенный в частотно-задающую цепьпервого генератора 2, смеситель 3,опорный генератор 4, первый ключ 5,счетчик 6 результата, индикаторныйрегистр 7, сумматор 8, первую группуэлементов 9 коммутации, суммирующийсчетчик 10, счетчик 11 счетного интервала, схему 12 сравнения, вторивгруппу элементов 13 коммутации, первый 14 и второй 15 триггеры, первыйодновибратор 16, второй ключ 17, третий ключ 18, вычнтающий счетчик 19,второй одновибратор 20, делитель 21частоты и второй геператор 22 с термопреобразователем в частотно-задающей цепи, например, термочувствительным кварцевым резонатором, который вместе с опорным генератором 4размещен внутри пассивного термостата.Б опорном генераторе используюткварцевый резонатор, у которого частота является в рабочем диапазоне линейной Функцией температуры среды.Цифровой термометр работает следующим образом.В При очередном переполнении счетчика 11 счетного интервала триггер 14устанавливается в состояние "1", замыкаются ключи. 5 и 18,и в счетчик 6результата и в суммирующий счетчик10 начинают поступать импульсы:,всчетчик 6 - с выхода смесителя 3, всчетчик 10 - с выхода делителя 21частоты. Частота импульсов на входесчетчика 6 результата,о 1 ф (1)где Е - частота на выходе опорногоогенератора 4;Е - частота на выходе первогогенератора 2,2Частота импульсов на входе счетчика 10 1 о 2 КЪ(2)- частота на выходе второго у генератора 22;БК: - - коэффициент деления дели 2 Ятеля 21 частоты;6 - коэффициент термочувстви 2О тельности термопреобразователя генератора 22;Б - крутизна преобразованиякварцевого резонатора опорного генератора,Так продолжается до тех пор, покачисло импульсов в счетчике 11 счетного интервала не станет равным числу Н, которое поступает с выходоввторой группы элементов 13 коммутации на вторые входы схемы 12 сравнения.Сигнал с выхода схемы 12 сравнения устанавливает в состояние "1"второй триггер 15, в результате че 25 го замыкается второй ключ 17 и навход вычитающего счетчика 19 поступают импульсы с частотой опорногогенератора 4. Импульс с выхода старшего разряда вычитающего счетчика 19,3 О который появляется при переходе всех .разрядов счетчика из состояния 11011в состояние "1", устанавливает в состояние "0" триггеры 14 и 15. Приэтом ключи 5 и 18 размыкаются и за 35 пускается одновибратор 16. Переднийфронт импульса одновибратора 16 переносит результат из счетчика 6 результата в индикаторный регистр 7.Затем импульс одновибратора 16 переносит число с выходов сумматора 8в счетчик 6 результата и с выходовсуммирующего счетчика 10 в вычитающий счетчик 19, Задний фронт импульса одновибратора 16 запускает вто 45 рой одновибратор 20, который устанавливает в исходное состояние делитель 21 частоты и суммирующий счетчик 10. Далее происходит новое переполнение счетчика 11 счетного интер 50 вала и описанный процесс измеренияповторяется.Длительность Т счетного интервала,те. время замкнутого состояния ключа 5 55Т= Т+ Т (3)где Т - время от момента переполнения счетчика 11. счетного интервала до срабатывания схемы 12 сравнения;,12)где Б, - число, установленное в первой группе элементов коммутации;5 М, - число, которое образуется всуммирующем счетчике 10 вконце каждого цикла измерения и переносится в счетчик6 результата измерения.10 Поэтому к концу измерения в счетчике 6 результата образуется число11=11 р+1 со +Б 1 им о Бо 8( --Т+ -- Т+ 1), (15)Яо ЖомБ,9 о Кполучаем в счетчике 6 результат из мерения Н = ОЙ 6, который не зависит от температуры 0 внутри пассивного термостата 23, Знак минусперед выражением 15 указывает на то,что число должно устанавливаться вдополнительном коде.Ъ 35 изобретения(7)Формула 45 Т - время от срабатывания схемь12 сравнения до появленияимпульса заема на выходевычитающего счетчика 19.Соответственно время112 (4)К,+Б,агде Н - число, набранное во второйгруппе элементов коммутацииГ - частота опорного генераторааопри 9 =0 С;В - температура внутри пассивного термостата 23;Б - крутизна преобразования+ Б 9где Н - число передаваемое в вычи 19Этающий счетчик 19 иэ суммирующего счетчика 10 послекаждого цикла измерения.Исходное состояние суммирующего счетчика 10 - единицы во всех разрядах. В это состояние счетчик 10 устанавливается импульсом одновибратора 20 после переноса его предыдущего состояния в счетчик 19. В свою очередь: -Т = (- ---- )Т (6)2 Но) +Бган19 К К 1 где 1 - частота на выходе второго1(о)Ггенератора 22 при 6 =0 С;/БТаким образом112 К+ (Й 2(ОЪ + Б 29) Тг (, + Б)К После преобразованийТ(Ео +Бо 8 ) К-Т И,(,) +Б, В ) =Я К (8) получаем значение длительности счет ного интервалаО окоторое не зависит от температуры В окружающей среды.Для получения результата измерения в градусах Цельсия число Б , набираемое во второй группе элементов коммутации, должно быть равноБа 50о 2 оо 2(о)Бо За время счетного интервала всчетчик 6 результата подается число1 р 1(о Бо )1В конце каждого измерения счетчик6 устанавливается в число ЦиФровой термометр, содержащий термопреобраэователь, включенный в частотно-задающую цепь первого генератора, выход которого подключен к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора и входом счетчика счетного интервала, а вьгход через первый, ключ подключен к входу счетчика результата, выходы которого соединены с индикаторным регистром, а входы предварительной установки подключены к выходам сумматора, йервые входы которого соединены с выходами первой группы элементов коммутации, схему сравнения, первые и вторые входы которой соответственно соединены с выходами второй группы элементов коммутации и счетчика счетного интервала, выход старшего разряда которого подключен к первому входу первого триггера, выход которого соединен сСоставитель В,КуликовТехред Л,Олейник Корректор М,Самборская Редактор Н. Марголина Заказ 7254/37 Тираж 776 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,4 5 12819 управляющим входом первого ключа и входом первого одновибратора, выход которого соединен с входом переноса в индикаторный регистр и входом разрешения предварительной установки счетчика результата, второй генератор с вторым термопреобразователем в частотно-задающей цепи, суммирующий счетчик и делитель частоты, о тл и ч а ю щ и й с я тйм, что, с 1 О целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния на результат измерения изменений температуры опорного генератора, в него введены второй триггер, два ключа, второй 15 одновибратор и вычитающий счетчик, входы которого соединены с выходами суммирующего счетчика и вторыми входами сумматора, счетный вход через второй ключ соединен с выходом гене ратора опорной частоты, а вход раз 25 брешения счета соединен с выходом первого одновибратора и входом второго,выход которого подключен к входу разрешения переноса в суммирующий счетчик и к входу сброса делителя частоты, выход которого соединен с входом суммирующего счетчика, а вход -с выходом третьего ключа, вход которого соединен с выходом второго генератора, а управляющий вход подключен к выходу первого триггера,второй вход которого соединен с выходом старшего разряда вычитающегосчетчика и первым входом второготриггера, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, авыход подключен к управляющему входувторого ключа, при этом опорный генератор вместе с вторым генератором ивторым термопреобразователем размещены в пассивном термостате.