Цифровой измеритель температуры

.8)идетельствоО К 7/24,рение низких скими метод 152, рис.10 ССР 84. теми. М.: Ф Ь ТЕМПЕРАТУРЫ тся к темперает найти приской измерилью.изобретеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОР(71) Специальноелогическое бюро Мкого института АН(57) Изобретение отностурным измерениям и моменение в океанографичтельной аппаратуре. Цния является повышение точности измерения путем повышения отношения полезный сигнал/шум,Сигнал с генератора 4 подается на последовательновключенные термопреобразователь сопротивления (ТС) 1 и опорный резистор 2. Напряжение на потенциальных выводах ТСуравновешивается напряжением, формируемым третьим трансформатором 13 и первым трансформатором 5, подключенным через повторитель 3 напряжения к опорному резистору 2. Формирователь 17 кода по сигналам с выхода фазочувствительного детектора 16 управляет работой кодоуправляемого трансформаторного делителя 8 напря- й ения, формирующего компенсирующийЖ сигнал, поступающий ч ере з пов то ритель 9 напряжения на первую обмотку третьего трансформатора 13. 3 ил.фазочувствительный детектор 16 может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг.2, Оц содержит мало- шумящий усилитель 18, полосовой Фильтр 19 и фазочувствцтельцый вып рлмитель 20. 50 формирователь 17 кода может бытьвыполнен по схеме, приведенной нафцг.3, Оц содержит реверсивный счет 55чик 21, триггер 22 знака, генератор23 импульсов, ключ 24, два пороговыхэлемента 25,26 и элемент ШП 1 27,Изобретение относится к температурным измерениям и может найти применение в океанографической иэмеритегп.цо 1 аппаратуре, а также.в образцовых средствах измерения температчры.Цель изобретения - повышение точности измерения путем повышения отношения сигнал/шум.Па фиг,1 представлена структурная 1 О схема цифрового измерителя температуры; на Фиг,2 - то же, фаэочувствительного детектора; на фиг.3 - то же, формирователя кода.Цифровой измеритель температуры 5 содержит термопреобразователь сопро- тивления (ТС) 1 с четырехпрьводной линией связи, опорный резистор 2 для Формирования напряжения, пропорционального току протекающему через ТС 1,20 первый повторитель 3 напряжения для .исключения влияния нагрузки на напряжение, снимаемое с опорного резистора 2, генератор 4 для Формирования гармонического напряжения пита ция делителя напряжения, состоящего цэ ТС 1 ц опорного резистора 2 и опорного напряжения для Фаэочувствительного детектора, первый трансформатор 5 с первой 6 ц второй 7 обмот кдмц для формирования напряжения компенсации начального парения напряжецца ц ТС , коцоуравляемый трансформаторный целнтечь 8 напряжения для преобразования кода в пропорциональное ему напряжение, второй повторитель цапряжеция 9 для исключения влияцц нагрузки ца цацр;1:ецце, снимаемое с выхода кодоуправляемого трансФорматорного делителя 8 напряжения, д второй трансформатор 10 с первой 11второй 2 обмотками третий трансформатор 13 с первой 14 и второй 15 обмотками,фаэочувствительный детектор 16 и формирователь 17 кода, 45 Цифровой измеритель температуры работает следующим образом.В установившемся режиме, т.е. при некотором фиксированном значении измеряемой температуры, компенсационная измерительная цепь, состоящая из последовательно соединенных ТС 1, первого проводника линии связи, обмоток 6, 15 и 12 и,четвертого проводника линии связи, уравновешена, ток в этой цепи и напряжение на обмотке 11 равны нулю, а значение кода Б на выходе формирователя 17 кода постоянно и соответствует данной температу ре. Если измеряемая температура изменилась, например возросла, то сопротивление ТС 1 возрастает, что приводит к появлению активной составляющей напряжения на обмотке 12 и поло- кительного налряжения на выходе фазочувствителъиого детектора 16, которое при превышении порога срабатывания порогового элемента 25, имеющего положительный порог срабатывания, переводит его иэ состояния "0 в состояние "1". При этом триггер 22 установится в состояние "1" и будет выдавать в реверсивцый счетчик 21 сигнал разрешения иа сложение импульсов, поступающих от генератора 23 импульсов с тактовой частотой , (меньшей, чем частота выходного напряжения генератора 3) через ключ 24, который открыт сигналом "1", поступающим на его управляющий вход с выхода порогового элемента 25 через элемент ИЛИ 27. Поступающие ца счетный вход реверсивного счетчика 21 импульсы . увеличивают значение его выходного кода и коэффициент передачи кодоуправляемого трансформаторного делителя Я напряжения, выходное напряжение которого, пропорциональное коду Б, подается через второй повторитель 9 напряжения на обмотку 14 трацсформато ра 13, на обмотке 15 которого возрастающее напряжение, противоположное по знаку приращению напряжения на ТС 1, уменьшает ток в компенсационной цепи и напряжение на обмотке 12 трансформатора 10, т.е. осуществляется автоматическое уравцовешивацие компенсационной цепи, Процесс уравновешивания протекает до тех пор, пока постоянное положительное напряжение на выходе фаэочувствительного детектора 16 це станет меньше порога срабатывания порогового элемента 25, что(4) 50 где ),вызовет переход пооогового элемента 25 из состояния "1" в состояние "О", Ключ 24 при этом закроется и прекратится поступление тактовых импульсов в реверсивный счетчик 21. Новое уста 5 новившееся значение кода Я будет соответствовать новому возросшему значению измеряемой температуры. Если измеряемая температура уменьшится, 1 О то уменьшится и сопротивление ТС 1, что приведет к появлению напряжения на обмотке 12, сдвинутого на 1804 по отношеиио к выходному напряжению генератора 3, и к появлению отрицатель ного напряжения на выходе фазочувствительного детектора 16, которое при превышении порога срабатывания порогового элемента 26, имеющего отрицательный пооог срабатывания, пеое водит его из состояния "О" в состоя" иие "1", обеспечивал тем самьич установку триггера 22 в состояние "О", который выдает сигнал в реверсивный счетчик 21 иа вычитание импульсов, и 25 пеоевод ключа 24 в открытое состояние. Поступающие на вход реверсивного счетчика 21 импульсы уменьшают значение его выходного кода и коэффициент пеоедачи кодоуправляемого де лителя 8 напряжения, выходное напряжение которого и напряжение иа обмотке 15 трансформатора 13 уменьшается до тех пор, пока отрицательное напряжение на выходе детектора 16 не станет меньше порога срабатывания порогового элемента 26, что вызовет переход последнего из состояния "1" в состояние "О", ключ 24 при этом закроется и прекратится поступление 40 тактовых импульсов в счетчик 21. Новое установившееся значение кода Н при этом будет соответствовать новому уменьшившемуся значению измеряемой температуры, 45 Условие равновесия компенсационной цели, при выполнении которого выходной код И соответствует измеряемой температуре, имеет вид падение напряжения на ТС 1;напряжение на обмотке 655трансформатора 51напряжение иа обмотке 15трансформатора 13. и,.1 ,в + ьВ.Я л Яаевмакс 1Вй о наибольшее значение кода; число витков первой 6 и второй 7 обмоток трансформатора 5 соответствец" но;число витков первой 4 и второй 15 обмоток третьего траисформатора 13 соответственносопротивление опорного ререзистора 2; В= Ви++ ЙВ - сопротивление ТС 1;В - сопротивление ТС 1 притемпературе, соответствующей нижнему пределуизмерений;ЬВ - приращение сопротивлениятермопреобразователя сопротивления вызванное приращением температуры.При выполнении условия Ч ЬВ+И=Има кс2 о Формула изобретения Цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобраэователь сопротивления с четырехпроводной линией связи, первый потенциальный вывод которого через первый провод линии связи соединен с первым выводом первой обмотки первого трансформатора, опорный резистор, включенный иеж - ду входом первого повторителя напряжения и общей шиной, фаэочувствительный детектор, сигнальный вход которого подключен к первой обмотке второго трансформатора, а опорный вход соединен с первым выходом генератоРа, Второй повторитель напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я теи, что, с целью повышения точности пэиеревич, в него введены формирователь ко;1 а,1525478 ОпОРн 1 й Угой Составитель В. КуликовТехред Л.Сердюкова Корре Редак С.Черни И Заказ 7210/34 Тираж 573 ПодписноеВБППП 1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г113035, Иосква, Ж, Раушская цаб., д, 4/5 ц 11оизводствсцно-издательский комбицат Патент , г Гагарина, 10 оро третий трансформатор и кодоупрявляемый трансформаторный делитель цапряженил, первый вход которого через формирователь кода подключен к выходу фа 5 зочувствительного детектора, второй вход соединен с выходом первого повторителя напряжения, а выход через второй повторитель напряжения соединен с первой обмоткой третьего трансфор матора первый вывод второй обмотки которого соединен через вторую обмотку второго трансформатора и второй провод лппи связи с вторым потенциальным выводом термопреобразо-, 15 вателя сопротивления, а второй вывод соединен с вторым выводом первойобмотки первого трансформатора, вторая обмотка которого подключена к выходу первого повторителя напряжения,при этом первый токовый вывод термопреобраэователя сопротивления черезтретий провод линии связи соединен свторым выходом генератора, третий выход которого подключен к общей шине,а второй токовый вывод термопреобразователя сопротивления через четвертый провод линии связи соединен сопорным резистором,