Преобразователь температуры в цифровой код

(51)4 0 01 К 11/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевское отделение Украинского государственного проектного и проектно-конструкторского института "Тяжпромэлектропроект"(56) Авторское свидетельство СССР В 913074, кл. С 01 К 11/24, 1979.Авторское свидетельство СССР У 523308, кл. С О 1 К 11/24, 1972, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЦИФРОВОЙ КОД(57) Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения - повышение точности измерения. На выходе усилителя 2 считывания формируется последовательность импульсов с периодом повторения С. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 3 импульсов,ЯО 1348667 А 1 и-й импульс этой последовательности проходит через элемент ИЛИ 5 идалее по цепи циркуляции и, поступаяна вход счетчика 3, вызывает появление на п-м выходе дешифратора 14запрещающего потенциала для элементаИ 6, а на выходе инвертора 15 появляется разрешающий потенциал для элемента И 13. После этого очереднойп-й импульс, появляющийся на выходеусилителя 12 считывания через времяпС относительно старт-импульса, проходит только через элемент И 13 навход триггера 2, устанавливая его всостояние, при котором элемент И 16закрывается и прекращается поступление импульсов с генератора 17 счетных импульсов на вход счетчика 4Цифровой код, зафиксированный в счетчике 4, зависит пропорционально отизменения измеряемой температуры относительно номинальной температуры иопределяет измеряемую температуру:ил1 13486Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для измерения температуры в жидкостях или газах при помощи5ультразвука.Целью изобретения является повышение точности измерения.На чертеже приведена функциональная схема магнитострикционного преобразователя температуры в цифровой кодеИагнитострикционный преобразователь температуры в цифровой код содержит генератор 1 импульсов цикла, триггер 2, первый 3 и второй 4 счетчики импульсов, элемент ИЛИ 5, первый элемент И 6, усилитель 7 записи, входной магнитострикционный преобразователь 8, расположенный на звуко- проводе 9 из магнитострикционного материала, концы которого зажаты в глушителях 10,1 и 10,2, выходной магнитострикционный преобразователь 11, усилитель 12 считывания, второй эле мент И 13, дешифратор 14, инвертор 15, третий элемент И 16, генератор 17 счетных импульсов и блок 18 индикации,Устройство работает следующим образом. 30Чувствительным элементом магнитострикционного преобразователя температуры в цифровой код является звуко- провод 9, который помещают в среду, температуру которой необходимо измерить. Первый импульс (старт-импульс) с выхода генератора импульсов цикла 1, определяющий начало первого цикла измерения температуры, устанавливают в нулевое состояние счетчики 3 и 4 импульсов, а также триггер 2. После этого выход триггера 2 будет разрешающим для элемента И 16 и поэтому импульсы с выхода генератора 17 счетных импульсов проходят через открытый 45 элемент И 16 и поступают на счетный вход счетчика 4 импульсов. Кроме этого, старт-импульс с выхода генератора 1 импульсов циклов проходит через элемент ИЛИ 5, через усилитель 7 записи и поступает на входной магнитострикционный преобразователь 8.Под действием этого усиленного импульса в звукопроводе 9 в зоне прямого преобразования 8 вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает импульс механического напряжения. Этот импульс распространяется по звукопроводу 9 со скоростью звука Ч,67 2и поступает н зону обратного преобразования выходного магнитострикционного преобразователя 11, где вследствие обратного эффекта магнитострикции преобразуется в электрический сигнал, который затем усиливается и формируется в импульс усилителем 12 считывания. Этот импульс задержинается по отношению к старт-импульсу при номинальной температуре на времяй 3Ь1 фгде 1- длина звукопровода междуЪвходным 8 и выходным 11магнитострикционным преобразователями;ЧзВ - скорость звука.Изменение окружающей температуры на дТ относительно номинальной вызынает дополнительное изменение времени задержки на величинуо3 ОЪ 1аЪ1дТ = Т - Т,где У - температурный коэффициентзадержки звукопровода;Т - измеряемая температура;Т - номинальная температура, Таким образом, на выходе усилителя 12 считывания появляется первый импульс, который задерживается по отношению к старт-импульсу с учетом изменения окружающей температуры на время- + д ;,Этот импульс поступает на первые входы элементов И 6 и 13. На второй вход элемента И 13 поступает запрещающий потенциал с выхода инвертора 15, на вход которого поступает потенциал с (и)-го выхода дешифратора 14, и поэтому на выходе элемента И 13 отсутствует импульс. В то же время на второй вход элемента И 6 поступает разрешающий потенциал с (п)-го вы хода дешифратора 14 и поэтому импульс, снимаемый с усилителя 12 считывания, проходит через элементы И 6, ИЛИ 5, затем поступает на усилитель 7 записи и, совершив циркуляцию по указанной цепи, вновь появляется на выходе усилителя 2 считывания через время 2 относительно старт- импульса, являясь вторым в частотной последовательности. Этот второй импульс, вновь совершив циркуляцию по40 45 3 13486 указанной цепи, появляется на выходе усилителя 12 считывания через времяЗС относительно старт-импульса и ТеДаТакчм образом, на выходе усилите 5 ля 12 считывания формируется последовательность импульсов с периодом повторения, равным С . Эти импульсы подсчитываются счетчиком 3 импульсон, 10 причем (и)-й импульс этой последовательности проходит через элемент ИЛИ 5 и далее по цепи циркуляции и, кроме этого, поступая на вход счетчика 3, вызывает появление на (и)-м выходе дешифратора 14 запрещающего потенциала для элемента И 6, а на выходе инвертора 15 появляется разрешающий потенциал для элемента И 13, После этого цепь циркуляции импульсов раэрынается и очередной и-й импульс (стоп-импульс), появляющийся на выходе усилителя 12 считывания через время иСотносительно старт-импульса, проходит только через элемент 25 И 13 на вход триггера 2, устананливая его в состояние, при котором элемент И 16 закрывается и прекращается прступление импульсов с генератора 17 счетных импульсов на вход счетчика 4, 3 О после чего первый цикл измерения температуры заканчинается. Счетчик 4 импульсов преобразует интервал времени между старт- и стоп-импульсами, равный иС, в число импульсов зафик -35 сированное в нем:И= - -=(С +,С, ) =иС, иа пд У"аа(1+ т.т)н илии 1ои: - 1+у(т - т ),7;вч нч где С - период повторения импульсовчгенератора 17. Отсюда следует, что цифровой код И, зафиксированный в счетчике 4 импульсов, зависит пропорционально от изменения ЬТ измеряемой температуры относительно номинальной температуры и, следовательно, однозначно определяет измеряемую температуру Т . Чем большими будут использоваться числа и, 1и а 1 а чем меньшим будеттем будет большим цифровой код И, а следовательно, тем выше будет точность преобразования температуры в цифровой код. Показание счетчика 4 674импульсов выдается на блок 18 индикации в единицах температуры,С приходом следующего импульса свыхода генератора 1 импульсов цикловначинается следующий цикл измерениятемпературы и т.д, Для надежной работы устройства необходимо, чтобыТиС, , где Т, - период повторения импульсон с генератора 1,Предлагаемый магнитострикционныйпреобразователь температуры в цифровой код характеризуется более высокойнадежностью работы, так как он имеетболее простую конструкцию. Кромеэтого, точность измерения температурын предлагаемом устройстве может бытьзначительно выше по сравнению с прототипом, в связи с тем, что в предлагаемом устройстве требуемая точностьизмерения температуры достигаетсяпутем задания соответствующих параметров устройства: и, 1 У и С.яН Формула изобретения Преобразователь температуры в цифровой код, содержащий звукопровод, входной и выходной магнитострикционные преобразователи, усилитель считывания, вход которого подключен к выходному магнитострикционному преобразователю, а выход соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, генератор импульсов цикла, триггер и блок индикации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй и третий элементы И, инвертор, второй счетчик импульсов, дешифратор, генератор счетных импульсов,два глушителя, усилитель записи И, элемент ИЛИ, выход которого .соединен с входом усилителя записи,пер вый вход подключен к выходу генератора импульсов цикла, соединенному с входами обнуления первого и второго счетчиков импульсов и триггера, а второй вход соединен с выходом первого элемента И и счетным входом первого счетчика импульсов, выход через дешифратор подключен к второму входу первого элемента И, соединенному через инвертор с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу усилителя считывания, а выход соединен со счетным входом триггера, выход которого подключен к первомуЗаказ 5180/40 Тираж 775 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 5 1348667 евходу третьего элемента И, второй вход магнитострикционному преобразователю,которого соединен с выходом генерато- расположенному совместно с выходнымра счетных импульсов, а выход подклю- магнитострикционным преобразователемчен к счетному входу второго счетчика на звукопроводе из магнитострикционно 5импульсов, выход которого соединен с го материала, концы которогб зажатыблоком индикации, при этом выход уси- в глушителях,лителя записи подключен к входному