Устройство для измерения температуры

,1 а,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола(56) Голембо В. А., Котляров В. Л Швецкий Б. И. Пьезокварцевые аналогоцифровые преобразователи температуры. - Львов: Изд-во при Львовском гос. ун-т 1977, с. 147, рис. 7. 1.Авторское свидетельство СССР1224614, кл. 6 01 К 7/32, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к термометрии и позволяет расширить диапазон измеряемых температур и повысить надежность устройства, На счетный вход счетчика результата 3 поступает последовательность импульсов с выхода триггера 28 с частотой термопреобразователя 1. При поступлении количества импульсов Я. н, набранного с помощью коммутирующих элементов 12,112.п и пропорционального начальной частоте термопреобразователя, на выходе элемента ИЛИ - НЕ 14 возникает положительный перепад напряжения, запускающий второй ждущий мультивибратор 29, выходной сигнал которого через элемент И 22 и элемент ИЛИ 11 сбрасывает счетчик 3 в О, а также устанавливает триггер 20 в О, запрещая прохождение повторного импульса с выхода первого ждущего мультивибратора0 до начала следующего цикла измерения. При формировании результата измерения это дает возможность получения любого результата, в том числе и большего, чем число М. н. а следовательно, увеличивает диапазон измеряемых температур. Счетчик 3 подсчитывает импульсы термопреобразователя 1 в течение интервала времени, формируемого генератором опорной Й частоты 2, счетчиком 4 и логической схе- д мой 6. При неисправной работе какого- /) либо коммутирующего элемента 13, 16, один риз КЯ-триггеров 24, 25 установится в нулевое состояние, на выходе элемента И 23 возникнет нулевой сигнал, и триггер 2 установится в нулевое состояние, что вызовет срабатывание сигнализатора 26, 2 ил,5 10 15 20 Изобретение относится к области тем пературных измерений, а именно к устройствам для измерения температуры термопреобразователями с частотным. выходом и с большим разбросом параметров, например пьезокварцевыми преобразователями температуры.Цель изобретения - расширение диапазона измерения и повышение надежности устройства.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для измерения температуры содержит термопреобразователь 1 с частотным выходом, например пьезокварцевый преобразователь температуры, опорный генератор 2, например кварцевый, первый 3 и второй 4 счетчики, две логические схемы 5 и 6, регистр 7, дешифратор 8, цифровой индикатор 9, первый ждущий мульти- вибратор 10, элемент ИЛИ 11. Логическая схема 5 содержит дешифраторы 12.1, 12.2,:,12.п, входы которых являются входами логической схемы, коммутирующие элементы 13, например группу переключателей или наборное поле с перемычками, и элемент ИЛИ - НЕ 14, выход которого является выходом логической схемы.Логическая схема 6 содержит дешифраторы 15.1, 15.215,п, коммутирующие элементы 16 и элемент ИЛИ - НЕ 17, Входы элементов И - НЕ 14 и 17 через резисторы 18.1, 18.218 п, 19.1 19.219,п подключены к источнику напряжения, формирующему сигнал логической единицы, например источнику питания устройства.Устройство содержит также первый 20 и второй 21 Р-триггеры, первый 22 и второй 23 элементы И, первый 24 и второй 25 КЯ-триггеры, сигнализатор 26, первый инвертор 27, третий Р-триггер 28, второй ждущий мультивибратор 29 и второй инвертор 30.Устройство работает следующим образом.Термопреобразователь 1 формирует последовательность импульсов, частота которых функционально зависит от температуры термопреобразователя. Для того, чтобы из счетчика 3 результата в регистрпопадала верная информация в моменты установившегося результата, а не в моменты смены состояния разрядов счетчика, необходимо засинхроиизировать импульсы с термопреобразователя импульсами опорного генератора. Для этого частотный сигнал с термопреобразователя поступает на Р-вход триггера 28, на С-вход которого поступает инвертированный сигнал с выхода опорного генератора. На счетный вход счетчика 3 результата поступает последовательность импульсов с выхода триггера 28. Таким образом., триггер 28 может переворачивать 25 30 35 40 45 50 55 ся только в моменты отрицательного фронта импульса на выходе генератора 2.Импульсы с выхода триггера 28 подсчитываются счетчиком 3 результата. С помощью дешифраторов 12.1, 12.212.п осуществляется преобразование кода, поступающего с выходов счетчика 3 в десятичный код, Причем каждому десятичному разряду соответствует отдельный дешифратор 12, Выходы дешифраторов посредством коммутирующих элементов 14 подключены к входам элемента ИЛИ - НЕ 14, в результате чего осуществляется набор числа Час. При нормальной работе контактов резисторы, подключенные к входам элементов ИЛИ в14 и 17, никакого воздействия не оказывают. Например, набор числа Хксн=753 осуществляется путем подключения входов элемента ИЛИ - НЕ 14 к 7-му выходу дешифратора старшего. разряда, к 5-му выходу дешифратора среднего разряда и 3-му выходу дешифратора младшего разряда. При поступлении на счет ный вход счетчика 3 количества импульсов, равного числу М.н, выбранного с помощью коммутирующих элементов, на выходах де шифраторов 12, соответствующих числу Мн, появляются уровни логического нуля, в результате этого на выходе элемента ИЛИ - НЕ 14 возникает положительный перепад напряжения. Этот перепад запускает ждущий мультивибратор 29, который вырабатывает положительный импульс, поступающий на один из входов элемента И 22, на второй вход которого в это время поступает единица с выхода триггера 20, так как он был установлен в единицу импульсом, поступившим с выхода ждущего, мультивибратора 10 на Я-вход этого триггера. Положительный импульс, поступающий с выхода элемента И 22, проходит через элемент ИЛИ 1, поступает на установочный вход К счетчика 3 и сбрасывает его в ноль.Импульс с выхода ждущего мультивибратора 29, кроме того, поступает на С-вход Р-триггера 20 через инвертор 27 и своим задним фронтом (положительным перепадом) устанавливает триггер в ноль, тем самым запрещая прохождение повторного импульса с выхода до тех пор, пока очередной импульс с выхода ждущего мультивибратора 1 О в начале следующего цикла измерения не установит Р-триггер 20 в единицу. Кроме того, установка счетчика 3 в ноль осуществляется сигналом, поступающим при переполнении счетчика 4 с его старшего разряда через ждущий мультивибратор 10 иэлемент ИЛИ 11.На счетный вход счетчика 4 поступают импульсы с генератора 2 опорной частоты. К выходу счетчика 4 подключены дешифраторы 15.1, 15:2,15.п, с помощью которых осуществляется преобразование кода, поступающего с выходов счетчика 4 в деся14254 51015 20 25 30 Формула изобретения 3тичный код. Причем каждому десятичному разряду соответствует отдельный дешифратор 15. Выходы дешифраторов 15 подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ 17 с помощью коммутирующих элементов 16, в результате чего осуществляется набор числа К,. При поступлении на счетный вход счетчика 4 количества импульсов, равного. числу Ке на выходах дешифраторов 15.1, 15.215.п, соответствующих числу К, появляются уровни логического нуля. В результате этого на выходе элемента ИЛИ - НЕ 17 возникает положительный импульс, поступающий на вход переноса информации регистра 7. При этом в регистр переписывается код счетчика 3, соответствующий значению измеренной температуры, Этот код поступает в дешифратор 8 и индицируется на цифровом индикаторе 9. В случае исправной работы коммутирующих элементов 13 и 16, которыми могут быть переключатели, перемычки, тумблеры, первый 24 и второй 25 КЯ-триггеры устанавливаются в единицу. С выхода элемента И 23 единица поступает на Р-вход Р-триггера 21 к моменту прихода импульса с выхода ждущего мультивибратора 10. Р-триггер 21 этим импульсом устанавливается в единицу, и поступающий с инверсного выхода Р-триггера ноль не включает сигнализатор 26./ Однако существует вероятность того, что коммутирующие элементы 13 и 16 не сработают в результате пропадания контакта. В случае неисправной работы одного или нескольких коммутирующих элементов 13 и 16 на один или несколько входов элементов ИЛИ в14 и 17 постоянно поступает единица через один из резисторов 18.1, 18.218.п, 19.1, 19,219 и. В результате с выхода элемента ИЛИ в14 и (или) 17 не будет поступать положительный импульс, устанавливающий по 8-входу КЯ-триггеры 24 и 25 в единицу, Вследствие этого с выхода элемента И 23 ноль поступает на Р-вход Р-триггера 21, к моменту прихода синхроимпульса с выхода ждущего мультивибратора 10 Р-триггер 21 устанавливается в ноль, а единица, поступающая с инверсного выхода Р-триггера 21 на сигнализатор 26, включает его, чем сообщается пользователю о наличии неисправности,При использовании термопреобразователя с линейной термочастотной характеристикой его выходная частота 1 связана с измеряемой температурой соотношением1= Ь+ аТ, (1)где Ь - частота термопреобразователя, соответствующая нулевой температуре;а - температурный коэффициент термопреобразователя. 72За полный цикл работы счетчик 3 подсчитывает число импульсовЫ,= 1 (1, - 1 ), (2) где 1=-1 г - , - длительность временного инКЙЕ"ф тервала, задаваемого коэффициентом Кмк- частота генератора 2, опорной частоты;- время работы счетчика 3 отмомента его сброса до момента поступления на его входколичества импульсов, равного числу М.,которое определяется выражением1 фР,9Г 1 ри выполнении условий К = - 1-.ч и Хксн= - "Го, В( 1 гоч где т 1 - коэффициент, численно равный приращению количества импульсов при изменении температуры термопреобразователя на единицу отсчета температуры, например 1 С,число импульсов М.=цТ, т. е. результат измерения прямо пропорционален измеряемой температуре. Устройство для измерения температуры,содержащее термопреобразователь с частотным выходом, первый счетчик, выход которого через регистр и дешифратор подключен 35 к цифровому индикатору, второй счетчик,вход которого соединен с выходом опорного генератора, две логические схемы, каждая из которых состоит из последовательно включенных дешифраторов, коммутирующих элементов и элемента ИЛИ - НЕ, элемент ИЛИ и первый ждущий мультивибратор, вход которого соединен с выходом старшего разряда второго счетчика, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика, входы дешифраторов логических схем соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, а выход элемента ИЛИ - НЕ второй логической схемы соединен с управляющим входом регистра, отличающееся 50 тем, что, с целью расширения диапазонаизмерения и повышения надежности, в него введены два элемента И, два инвертора, три Р-триггера, сигнализатор, резисторы, два КЯ-триггера и второй ждущий мультивибратор, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ - НЕ первой логической схемы, а выход подключен к первому входу первого элемента И и через первый инвертор соединен с С-входом первого Р-триг.1425472 В 6/Х,Гг и тавитель В./Куликоед И, Вересж 607та СССР по делам и35, Раушская напредприятие, г. Уж Те орректор О. Кравцоваодписное Редактор В. Г 1 етраЗаказ 4758/37ВНИИПИ Госуда113Производственн ир зобретении и открытиид. 4/5ород, ул. Проектная, 4 ственного комите35, Москва, Ж -полиграфическое гера, Р-вход которого подключен к общей шине устройства. Ь-вход соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, а выход подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и 5-входом первого КЗ-триггера, К-вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, К-входом второго КЯ-триггера и С-входом второго Р-триггера, выход которого подключен к сигнализатору, а Р-вход соединен с выходом второго элемента И, входы которого соединены соответственно с выходами КЯ-триггеров, при этом Ь-вход второго КЬ-триггера соединен с выходом элемента ИЛИ - НЕ второй логической схемы, а выход опорного генератора через второй инвертор подключен к С-входу третьего Р-триггера, Р-вход которого соединен с выходом термопреобразователя, а выход подключен к счетному входу первого счетчика, причем входы элементов ИЛИ влогических схем подключены через резисторы к источнику питания устройства.