Цифровой измеритель температуры

(19) 51 4 С 01 К 7/2 ИЯ . -: ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕМПЕРАТУРЫ темпеайти прий и ияет и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторско-тенологическое бюро Морского гидрофиэического института АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 901847, кл, С 01 К 7/24, 1982.Авторское свидетельство СССРУ 1280340, кл, ГО 1 К 7/24, 1984.(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ (57) Изобретение относитс ратурным измерениям, може менение в океанографическ тельной аппаратуре и позв высить точность измерения путемуменьшения влияния на результат измерения изменений сопротивлений проводов линии связи, Напряжение с выхода генератора 11 поступает на измерительный мост 2, включающий в себятрансформатор 3 с обмотками 4, 5, 6,резисторы 7, 8 и термопреобразовательсопротивления 1. Измерительный мостпреобразует приращение сопротивлениятермопреобраэователя 1 в напряжение,поступающее на вход фаэочувствительного нуль-органа 9. Нреобразователь10 код - напряжение формирует напряжение, уравновешивающее измерительный мост 2. Код на выходе преобразователя 1 О пропорционален измеряемойтемпературе, 2 ил,Изобретение относится к температурным измерениям, а именно цифровымизмерителям температуры, а может найти применение в океанографической5измерительной аппаратуре,Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения погрешности измерения, вызванной изменением сопротивлений проводов Олинии связи при изменении температуры окружающей среды.На фиг, 1 представлена структурная схема цифрового измерителя температуры; на фиг. 2 - структурная 5схема преобразователя код-напряжение,Цифровой измеритель температурысостоит из термопреобразователя 1сопротивления, измерительного моста2, включающего в себя трансформатор 203 с первой 4, второй 5 и третьей 6обмотками, первый 7 и второй 8 резисторы, фаэочувствительного нуль-органа 9, преобразователя О код-напряжение и генератора 11. 25Термопреобразователь 1 сопротивления, выполненный, например, иэ медного провода, предназначен для преобразования измеряемой температуры вэлектрическое сопротивление и подключен к измерительному мосту 2 и кфаэочувствительному нуль-органу 9с помощью первого 12 и второго 13проводов линии связи, Третий 14 ичетвертый 15 провода линии связи эакорочены в точке расположения термопреобразователя сопротивления 1 ирасположены совместно с проводами12 и 13.Измерительный мост 2 служит для 40преобразования приращений сопротивления термопреобраэователя 1 сопротивления в напряжение, подаваемое насигнальный вход нуль-органа 9. Измерительный мост 2 состоит из реэисторов 7 и 8 и трансформатора 3, выполненного, например, на кольцевом ферритовом Сердечнике. фазочувствительный нуль-орган 9предназначен для управления преобразователем 10 код-напряжение и можетсостоять иэ последовательно соединенных предварительного усилителя,полосового фильтра и фаэочувствительногр детектора, предназначенногодля выделения активной составляющейвыходного напряжения измерительногомоста,Преобразователь 10 код-напряжениесодержит ключ 16, триггер знака 17,реверсивный счетчик 18, управляемыйделитель напряжения 19, повторительнапряжения 20, неполярный электролитический конденсатор 21, трансформатор 22, пороговые элементы 23 и 24,элемент ИЛИ 25 и генератор импульсов 26,Цифровой измеритель температурыработает следующим образом,В установившемся режиме, т.е. при некотором фиксированном значении измеряемой температуры, измерительный мост 2 уравновешен, а значение выходного кода Н. устройства постоянно соответствует данной температуре, Если измеряемая температура изменилась, например, возросла, то сопротивление термопреобраэователя 1 сопротивления возрастет, то приводит к появлению активной составляющей напряжения на выходе измерительного моста 2 (на сигнальном входе фазочувствительного нуль-органа 9), синфазного с опорным напряжением, подаваемым со второго выхода генератора 11 на опорный вход нуль-органа 9, который формирует на своем выходе положительное напряжение постоянного тока, Это напряжение поступает на вход порогового элемента 23 преобразователя 10 и при превышении порога срабатывания переводит его из состояния "0" в состояние "1", При этом триггер 17 устанавливается а состояние 1 п и выдает сигнал в реверсивный счетчик 18 на сложение импульсов, поступающих от генератора импульсов 26 с тактовой частотой 1 (меньшей, чем частота напряжения питания измерительного моста 2) через ключ 16, который открыт сигналом "1", поступающим на его управляющий вход с выхода порогового элемента 23 через элемент ИЛИ 25, Поступающие на вход реверсивного счетчика 18 импульсы увеличивают значение его выходного кода Н и коэффициент передачи управляемого делителя напряжения 19, выходное напряжение которого, пропорциональное коду И, подается через повторитель напряжения 20, конденсатор 21 и понижающий трансформатор 22 в измерительный мост 2, активная составляющая выходного напряжения которого уменьшается с увеличением кодаБ и выходного напряжения делителя напряжения 19, т,е. осуществляется автоматическое уравновешивание моста 2, Процесс уравновешивания продолжается до тех пор, пока постоянное положительное напряжение на выходе нуль-органа 9 не станет меньше порога срабатывания порогового элемента 23, что вызывает переход его из состояния "1" в состояние "0". Ключ 1 Ьпри этом закрывается и прекращается поступление тактовых импульсов в реверсивный счетчик 18, Новое установившееся значение кода И при этом соответствует новому возросшему значению измеряемой температурыЕсли измеряемая температура уменьшится, то уменьшится и сопротивление термопреобраэователя 1 сопротивления, что приведет к появлению напряжения на выходе моста 2 и на сигнальном входе нуль-органа 9, сдвинутого на 180 относительно опорного напряжения. При этом на выходе нуль-органа 9 формируется отрицательное напряжение постоянного тока, которое при превышении порога срабатывания порогового элемента 24, имеющего отрицательный порог срабатывания, переводит его из состояния "0" в состояние "1",обеспечивая тем самым установку триггера 17 в состояние "О", который выдает сигнал в реверсивный счетчик 18 навычитание тактовых импульсов, и перевод ключа 16 в открытое состояние, Поступающие на вход реверсивного счетчика 18 импульсы в этом случае уменьшают значение его выходного кода И и коэффициент передачи делителя напряжения 19, выходное напряжение которого уменьшается с увеличением числа поступающих импульсов, вызывая уменьшение напряжения на выходе моста 2 и уменьшение отрицательного постоянного напряжения на управляющем входе преобразователя 10 код-напряжение. Процесс уравновешивания протекает до тех пор, пока отрицательное напряжение на выходе нуль-органа 9 не станет меньше (по абсолютному значению) порога срабатывания порогового элемента 24, что вызовет переход его из состояния н 1 н в состояние 0, Ключ 16 при этом закроется и прекра- .тится поступление тактовых импульсов в реверсивный счетчик 18. Новое установившееся значение кода Я приэтом соответствует новому уменьшив(2) 40 В этом случае значение кода Н однозначно связано с измеряемой температурой и практически не зависит от сопротивлений проводов линии связи. 45 Формула изобретения Цифровой измеритель температурЫ, содержащий термопреобразователь сопротивления, измерительный мост, состоящий из первого и второго резисторов и трансформатора, первый вывод первой обмотки которого через первый провод линии связи, термопреобразователь сопротивления и второй провод линии связи подключен к сигнальному входу фазочувствительного нуль-органа, выход которого соединен с управляющим входом преобразователя код-напряжение, а опорный вход под -шемуся значению измеряемой температуры.Функция преобразования цифровогоизмерителя температуры имеет вид:И И 1 Ц 1 К,и= .д - 1 к -- к +2 гт Кг13К+2 г1- 1Ы(К, +2 г) 3 1 )( )10 где Е - масштабный коэффициент преобразователя 10 код-напряже-.ние;Х - текущее значение выходногочкода;15 -Ы - наибольшее значение выходномго кода;число витков первой обмотки 4;1 - число витков второй обмот 20 ки 5;Ч,1 - число витков третьей обмотки 6;К ,К -сопротивление резисторов 78, соответственно;25 Ко - сопротивление термопреобразователя сопротивления 1;г - сопротивление проводов линиисвязи.Сопротивления Ки К резисторов30 7 и 8 выбираются из условий:1529053 1 О связи15 Опорный Юкод г 3Составитель В, КулиТехред М. Ходанич ктор Т Пзццр Горват едакт Заказ 7840 73 Под ВН ета по изобретениям и открытиям црц И 1 Т СССРа, Ж, Раушская наб., д. 4/5 венного кою 11303 5, Мос суда Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. цгарцца,101 ключен к второму выходу генераторапервый выход которого подключен копорному входу преобразователя коднапряжение, соединен через вторуюобмотку трансформатора с общей шинойизмерителя и подключен через первыйрезистор к началу третьего проводалинии связи, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения погрешности от изменений сопротивленийпроводов линии связи, в него введенчетвертый провод линии связи, атрансформатор снабжен третьей обмоткой, первый вывод которой соединенс общей шиной измерителя и через четвертый провод линии связи соединен сконцом третьего провода линии связи,а второй вывод через второй резисторподключен к сигнальному входу фазочувствительного нуль-органа, приэтом второй вывод первой обмоткитрансформатора соединен с первым выходом преобразователя код - напряжение, второй выход которого подключен к началу третьего провода линии