Цифровой измеритель температуры

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 1075086 А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3 ф СУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий термопреобразователь, подключенный к входу время- ,импульсного преобразователя, первый выход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с блоком индикации, счетчик, блок управления, выходы которого подключены к установочному входу реверсивного счетчика и блоку индикации, схему сравнения, входы которой соединены с выходами счетчика и первого регистра, элемент И, триггер, элементы задержки и формирователи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительный счетчик, блок памяти, сумматор, управляемый генератор и второй регистр, вход которого соединен с выходом первого регистра и первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, а выход подключен к управляющему входу управляемого генераторы, выход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика и информационному входу счетчика, знаковые входы которых соединены с выходом триггера, первый вход которого соединен со знаковым выходом сумматора, а второй вход - с уста. новочными входами счетчика и регистров, вторым выходом времяимпульсного преобразователя и вторым входом управляемого генератора, первым входом блока управления и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, вторым входом, блока управления и через первые элемент задержки и формирователь подключен к управляющему входу второго регистра, а выход элемента И через вторые элемент задержки и формирователь подключен к, управляющему входу первого регистра, информационные входь 1 которого подключены к выходу блока памяти, при этом первый выход времяимпульсного преобразователя подключен к входу дополнительного счетчика, выход,которого соединен с информационными входами блока памяти, а выходы блока управления соединены с управляющими входами дополнительного счетчика, времяимпульсного преобразователя, блока памяти и управляемого генератора.Изобретение Относится к температур ным измерениям. а именно цифровым изме рителям температуры с коррекцией нели нейности термопреобразователя.Известен цифровой измеритель темпе. ратуры, содержащий термопреобразователь, преобразователь сигнала термопреобразовагеля во временной интервал, ключ, сое- диняющиЙ генератор счетных импульсовдвончно десятичным счетчиком, блок цифровой индикации, причем параллельно входу двоично-десятичного счетчика включен Вход дополнительноГО дВОичнОГО счетчика, информационный вход которого соединен с адресным ВхОдОм постояниОГО зяпомиияющего усгроЙстаа 11,Недостатком этого измерителя является низкая точность измерения, вызванная тем, что алгоритм коррекции не позволяет опти. мально выбирать линейную характеристику преобразования поскольку в этом измерителе невозможна операция вычитания импульсов из результата измерения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является цифро- ВОЙ преобразователь частоты, которыЙ может быть использован в качестве цифрового измерителя температуры при работе с термопреобразователем, содержащий термопреобрязователь, подключенный к входу времяимпульснОГО преОбразователя, первый выход которого подключен к входу ре. версианОГО счетчика, Выход которОГО соеди. пен с блоком индикации, счетчик, блок управ ленив, выхсды которого подключены к уста оаочному Входу ревсрсивноГО счетчика и олоку индикации, схему сравнения, входы которой соединены с выходами счетчика и псрвого регистоа, элемент И., триггер, элементы задержки и формирователи., а гякже делитель частоты, генератор образцовой частоты, схему выбора предела измерения., схемы совпадения, формирователи образцовых частот 12.В этом устройстве линеаризяция осуществляется путем добавления к результату измерения (или вычитания из результата измерения) дополнительных импульсов, следующих с определенными частотами, чтО пе позволяет дОстичь ВысОкОЙ точьости измерения, К,роме того, в этом измерителе неаоьмож; а оперативная перестройка функции коррекции нелинейности характеристики терыопреобразователя, в результате чего при измерении характера нелинейности характерис 1 ики термопреобразоаателя для обеспечения требуемой погрешности измерения необходима замена ряда элементов устройства.Целью изобретения является повышение точности измерения, а также ускорение процессов проверки и настройки цифровогс термометра Поставленная цель достигается тем, чтов цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразовятель, подключенный к входу времяимпульсного преобразователя, первый выход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с блоком индикации, счетчик, блох управления, выходы которого подключены к установочному входу реверсивного счетчика и блоку индикации, схему 1 О сравнения, Входы которой соединены с выходами счетчика и первого регистра, элементы И, триггер, элементы задержки и , формирователи, введены дополнительнь й счетчик, блок памяти., сумматор, управляемый генератор и второй регистр, вход которого соединен с выходом первого регистра и первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, а выход подключен к управляющему входу управляемого генератора, выход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика и информационному входу счетчика, знаковые входы которых соединены с выходом триггера, первь 1 й вход которого соединен со знаковым выходом сумматора, а второй вход - с установочными входами счетчика и регистров, вторым выходом времяимпульсного преобразователя и вторым входом управляемого генератора, первым входом блока управления и первым Входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом схемы ЗОсравнения, вторым входом блока управления и через первые элемент задержки и формирователь подключен к управляющему входу второго регистра, а выход элемента И через вторые элемент задержки и формирователь подключен к управляющему.входу первого регистра, информационные вхо.ды которого подключены к выходу блока памяти, при этом первый выход аремяимпульсного преобразователя подключен к входу дополнительного счетчика, выход когорого соединен с информационными входами блока памяти, а выходы блока управления соединены с управляющими входами дополнительного счетчика времяимпульсного преобразователя, блока па мяти и управляемого генератора.Ня фнг, 1 приведена функциональнаясхема ци; рового измерителя температуры, на фиг, 2рисунок, ггоясняющий режим определения функции коррекции нелинейности по фиксировянньм точкам.фЦифровой термометр содержит термо.преобразователь 1, блок 2 управления. аре мяимпульсный преобразователь 3, реверсивный счетчик 4, блок индикации 5, счетчик 6, триггер 7, схему 8 сравнения, первый регистр 9, второй регистр 10, сумматор 11, элемент И 12, элементы 13 и 14 задержки, формирователи 15 - 17, управляемый генератор 18, аклкчающий а себя цифро-янало3075086 20 30 31 40 5 50 лвый преобразователь 19, интегратор 20 схему 21 сравнения, триггер Шмитта 22ключи 23 и 24 и схему И-НЕ 25, дополни тельный счетчик 26 и блок 27 памяти.На фиг. 2 прямая 28 соответствует линейному закону выходного сигнала Х циф.рового термометра от измеряемой температуры, кривая 29 показывает, как меняется выходной сигнал термометра при отсутствии коррекции нелинейности термопреобразователя, а кривая 30 показывает функцию коррекции нелинейности термопреобразователя.Цифровой измеритель температуры работает в двух режимах: в режиме измерения температуры и в режиме определения функции коррекции нелинейности термопреобразователя, который проводят перед сдачей цифрового термометра в эксплуатацию при проверке, а также при замене термопреобразователя, При проведении этого режима, термопреобразователь помещают в ванну автоматической проверочной установки, температура которой устанавливается путем подачи на ее вход соответствующего сигнала в цифровом коде. Блок 2 управ ления присваивает счетчику 3 число, соответствующее линейному значению выходного сигнала термопреобразователя для первой градуировочной точки температурной характеристики, ч выдает на вход поверочной установки код этой точки. По это- ю му сигналу в ванне поверочнои установки устанавливается соответствующая температура. После этого на вычитающий вход счетчика 26 с выхода времяимпульсного преобразователя подаются импульсы, число которых определяется значением выходной характеристики термопреобразователя. Величина отклонения ЬИ) характеристики списывается со счетчика 26 в блок памяти по адресу, соответствующему заданной градуировочной температуре.Аналогичным образом определяется отклонение характеристики термопреобразователя от линейной характеристики в осталь ных градуировочных точках, число которых определяется характеристикой термопреобразователя и требуемой точностью термометра. В режиме измерения температуры цифровой измеритель температуры работает следующим образом. Блок 2 управления вырабатывает сигнал, разрешающий работу генератора 18,а также блокирующий счетчик 26, Перед началом измерения температуры по сигналу с блока управления реверсивный счетчик 4, счетчик 6 и триггер 7 обнуляются,первому 9 и второму 1 О регистрам присваивается значение отклонений ЬМ 1 и Ь 1 Чо соот ветственно для нулевой (1=0) и первой 1(1 =1,) градуировочных точек, Сумматор 111 выдает на вход цифро-аналогового преобразователя 19 управляемого генератора 8 код, пропорциональный разности Ь 1 Ч .ЭХО, При этом частота генерируемых импульсов устанавливается пропорциональной величине О - М о" При . измерении температуры с первого выхода преобразователя 3 на первый вход реверсивного счетчика 4 поступают импульсы, число которых пропорционально измеряемой температуре. Одновременно преобразователь 3 формирует временной интервал, пропорциональный измеряемой температуре, который постунает на управляющий вход генератора 18, разрешая его работу, только в течении этого интервала, а также устанавливает тириггер 7 в состояние соответствующее знаку плюс На второй вход реверсивного счетчика и вход счетчика 6 поступают импульсы с выхо- да генератора 18, частота которых, будучи пропорциональной величине отклонения дЯ, - ь 1 Ч, выбирается такой, чтобы изменение сиг.нала на выходе реверсивного счетчика осу ществлялось по линейному закону. В мо Мент времени, когда код на выходе счет чика 6 равен коду, записанному в регистр 9, срабатывает схема 8 сравнения, по сиг калу которой формирователи 5 и 16 вы рабатыввют импульсы, по которым регистру 10 присваивается значение первого регист.ра 9, а в регистр 9;записывается число из блока памяти, соответствующее значению отклонения дХ во второй градуировочной точке 1. На этом участке часто та генератора .18 пропорциональна величи .не)дйа - ЬЩ. Таким образом осуществля ется переход на следующий участок линеаризации.При переходе на спадающий участок, функции коррекции (отклонение для -1. точки больше, чем для 1-й)на знаковом вы ходе сумматора 31 появляется сигнал, пере водящий триггер 7 в состояние минус При этом импульсы, поступающие на соот.ветствующне входы реверсивного счетчика 4 ц счетчика 6, начинают вычитаться из со. держимого указанных счетчиков.По окончании временного интервала ра: бота управляемого генератора 18 блокиру. ется, счетчик 6 и триггер 7 обнуляются. Первый 9 и второй 10 регистры обнуляются. Иа блока памяти считывается значение ото клонения для первой фиксированной точки которое записывается в первый 9 регистр по сигналу, вырабатываемому формирова. телем 15. Наличие в предлагаемом цифровом из. мерителе температуры новых элемейтов (дополнительного счетчика, блока памяти, сумматора, управляемого генератора и вто-. рого регистра) выгодно отличает его от известного,так как позволяет повысить точность измерения температуры, обе печить оперативную перестройку функции коррек 1050865ции нелинейности характеристики термопреобразователя в процессе эксплуатации, что ускоряет процесс проверки и настройки избмерителя температуры н обеспечивает заданную точность измерения без замены элементов измерителя температуры.дактор Н, Лазаренкказ 230/34 Составитель В. Куликов о Техред И. Верес Корректор В. Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4