Цифровой измеритель скорости изменения температуры

(51) 4 0 01 К 7/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.М,Синеглазов и А,Г.Протасов (53) 536.53(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 528459, кл . С 01 К 7/02, 1975.Авторское свидетельство СССР У 767563, кл. С 01 К 7/00, 1978. ЯО 15254 6 А 1 2(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность измерения скорости изменения температуры путем увеличения отношения полезный сигнал/ /шум, На вход коммутатора 7 с выхода преобразователя 17 напряжение - частота поступает частотный сигнал, величина которого пропорциональна температуре термопреобраэователя 11525476 5 1 О 35 сопротивления. Реверсивный счетчик9, управляемый сигналами с выходапервого делителя 8 частоты, определяет скорость изменения температуры,которая отображается на цифровоминдикаторе 11Если величина изменения температуры мала, элементы И 13,15, И-НЕ 12 и НЕ 14 формируют сигналы, поступающие в счетчик 16, который с помощью дешифратора 6, коммутатора 5 изменяет коэффициенты делеИзобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения скорости изменения температуры, и может быть использовано в автоматизированных системахуправления нагревом, а также в системах автоматического расчета профилятемператур нагреваемых тел,Цель изобретения - повышение точности измерения путем увеличенияотношения полезный сигнал/помехаНа чертеже приведена блок-схемацифрового измерителя скорости изменения температуры,30Цифровой измеритель скорости изменения температуры содержит термопреобразователь 1, усилитель 2, генератор 3 тактовых импульсов, формирователь 4 временных интервалов,первый коммутатор 5, дешифратор6, второй коммутатор 7, первый делитель 8 частоты, реверсивный счетчик9, второй делитель 10 частоты, цифровой индикатор 11, логический злемент И-НЕ 2, первый логический элемент И 13, логический элемент НЕ 14,второй логический элемент И 15, счетчик 16, преобразователь 17 напряжение - частота, устройство 18 выборки-хранения и формирователь 19 управляющих импульсов,Измеритель работает следующимобразом,Сигнал с термопреобразователя 1усиливается усилителем 2 и подаетсяна устройство выборки-хранения 18,Последнее в режиме выборки запоминает мгновенное значение сигнала, азатем по команде с выхода формирователя 19 управляющих импульсов перехо 55дит в режим хранения. Оно служитдля устранения динамической погрешности измерения температуры, котония делителей 10, 8, увеличивая время между двумя отсчетами температуры. Генератор 3 тактовых импульсов,формирователь 4 временных интервалов, формирователь 19 управляющихимпульсов обеспечивают формированиенеобходимых управляющих сигналов,поступающих на управляющие входы коммутатора 5 и устройство 18 выборкихранения. 1 ил. рая может возникнуть иэ-эа несоответствия между регистрируемыми моментами времени и измеренными мгновенными значениями температуры, таккак каждое мгновенное значение температуры преобразуется в цифровойкод не мгновенно, а эа определенныйпромежуток времени, в течение которого температура изменит свое значение. С устройства 18 выборки-хранения фиксированное (запомненное)мгновенное значение сигнала поступает на преобразователь 17 напряжение -частота, который генерирует импульсы с частотой Г,пропорциональнойизмеряемой температуре. Импульсы свыхода преобразователя 17 напряжение -частота поступают на коммутатор 7,управляемый дешифратором 6. С выхода коммутатора 7 сигнал преобразователя 17 напряжение - частота поступает на соответствующий вход делителя10, который осуществляет делениечастоты следования импульсов в соответствующее число раз (1,2,3,п),зависящее от требуемой точности измерения,С выхода делителя 10 импульсы поступают на счетный вход реверсивногосчетчика 9, который подсчитывает ихчисло при наличии управляющих сигналов на входах 20 и 21, частота следования которых также зависит от величины изменения температуры, Управляющие импульсы формируются формирователем 4 временных интервалов иэ тактовых импульсов, поступающих с генератора 3 тактовых импульсов. С первого и второго выходов формирователя4 временных интервалов на вход коммутатора 5 подаются импульсы длительностью в 1 с для управления реверсивным счетчиком 9. Период следо25476 50 Цифровой измеритель скорости изменения температуры, содержащий термопреобразователь, подкпюченный к входу усилителя, формировате.пь временных интервалов, вход которого соединен с выходом генератора ;актовых импульсов, а первьп, второй и третий выходы подключены к соответствующим входам первого коммутатора, дешифратор, выходы которсго соединены с входами 5 15 вания этих импульсов Т и Т равенг2 Т, соответственно. С третьего выхода формирователя 4 на коммутатор 5 подаются импульсы длительностью1/Й, для осуществления сброса реверсивного счетчика 9, их период следования равен Т. Эти импульсытакже поступают на вход формирователя 19 управляющих импульсов, фор 1 чирующего сигнал для управления работой УВХ 18, Причем импульсы с перво" го и второго выходов формирователя 4 появляются синхронно и отстают по времени на 1/гт от импульсов натретьем выходе, С выхода коммутатора 5, управляемого дешифратором 6, импульсы поступают на соответствующие входы второго делителя 8 частоты, в котором в зависимости от изменения величины температуры каждая иэ последовательностей импульсов, поступающая с формирователя 4, делится в соответствующее число раз (1, 2, Зп).При появлении импульсов одновременно на управляющих входах 20 и 21 реверсивного счетчика 9 счетчик производит суммирование в течение 1 с импульсов, поступающих на его счетный вход с делителя 10, Далее через интервал Т на управляющем входе 20 реверсивного счетчика 9 появляется импульс, а на управляющем входе21 - нулевой сигнал, и реверсивный счетчик 9 производит вычитание импульсов, поступающих в течениесна счетный вход. В том случае, есливеличина изменения температуры за интервал Т выше порога чувствительности данного устройства, то в реверсивном счетчике 9 фиксируется число, пропорциональное скорости изменения температуры, а цифровой индикатор 11 высвечивает это число и знак производной на своем табло, Сброс информации в реверсивномсчетчике 9 осуществляется сигналом, поступающим на управляющий вход 22, Если величина изменения температурыза интервал Т ниже порога чувствительности устройства, то схема устроиства автоматически выбирает нужный интервал Т 1, за который величина изменения температуры станет доступной для измерения, Это происходитследующим образом. Выход каждогоразряда реверсивного счетчика 9 соединен с входом элемента И-НЕ 2 ию если в реверсивном счетчике 9 записано нулевое число, то срабатывает эле,мент И-НЕ 12, и на его выходе появляется сигнал в виде "1 , которыйпоступает на вход элемента И 13.Затем при появлении на втором входеэлемента И 13 импульса с третьеговыхода формирователя 4 на выходе О элемента 13 появляется импульс, длительность которого равна длительности импульса, поступившего на второйвход этого элемента. Этот импульспоступит на счетный вход счетчика 5 16, который управляет работой дешифратора 6, а дешифратор обеспечиваетодновременное подключение выходапреобразователя 17 и формирователя4 через коммутаторы 7 и 5 ко входам 20 делителей 10 и 8, обеспечивающихделение частоты поступающих импульсов в 2 раза. Если интервал Т опятьокажется недостаточным для иэмерениявеличины изменения температуры, то 25 частота импульсов, поступающих с преобразователя 17 и формирователя 4 будет уменьшаться в 3, 4 и раэ,пока реверсивный счетчик 9 зафиксирует результат измерения, отличный 30 от нуля. Тогда на выходе элементаИ-НЕ 12 появится нулевой уровень,который поступит на вход элемента НЕ14, а с выхода этой схемы единичныйсигнал попадает на один иэ входовэлемента И 15. При появлении очередного импульса с третьего выхода формирователя 4 элемент И 15 выдает импульс сброса на счетчик 16, и устройство готово для следующего измерения.40 Если же величина изменения температуры окажется менее порога чувствительности и при интервале Т, то на цифровом индикаторе появится 0, а сигнал с последнего заполненного разря да счетчика 6 сбросит его и подготовит к следующему измерению. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я152547 б Составитель В.КуликовТехред М.Дидык Корректор О,Кравцова Редактор М,Келемеш Заказ 7209/33 Тираж 573 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Проиэволстненно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 первого и второго коммутаторов, первый делитель частоты, входы которогосоединены с выходами первого коммутатора, реверсивный счетчик, выходы которого подключены к индикатору, первый, второй и третий управляющиевходы подключены к соответствующимвыходам первого делителя частоты, асчетный вход подключен к выходу второго делителя частоты, входы которогосоединены с выходами второго коммутатора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены устройство выборки-хранения, преобразователь напряжение - частота, формирователь управляющих импульсов, счетчик, первый и второй логические элементы И, логический элемент НЕ и логический элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выход подключен к первому входу первого логическогоэлемента И и через логический элемент НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первогологического элемента И и третьим выходом формирователя временных интервалов, а выход подключен к управляющему входу счетчика, соединенномус выходом его старшего разряда, счетный вход счетчика соединен с выходом первого логического элемента И,а выходы подключены к входам дешифратора, при этом вход устройства выборки-хранения соединен с выходомусилителя, управляющий вход подключен через формирователь управляющихимпульсов к первому выходу формирователя временных интервалов, а выход ч ере э преобраэов атель напряжениечастота подключен к входу второгокоммутатора.