Устройство для измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХкшчиюпннаийРЕСПУБЛИК 4(51 С 01 К 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРНТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 830151, кл. С 01 К 7/32, 1979.2. Авторское свидетельство СССРВ 892233, кл. С 01 К 7/00, 1980.3. Патент США В 4172384,кл, 6 01 К 7/24, опублик. 1979(прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕИНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержашее преобразователь температуры в частоту, выход которого через первый и второй ключи подключен к счетчику результата измерения, соединенному с блоком-индикации, счетчик вычитания начальной частоты, вход которого через. третий ключ соедйнен с выходом первого ключа, счетчик базы времени, вход которого ЯО11386 4 А соединен с выходом генератора опор- ной частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения и увеличения точности измерения, в него введены блок памяти, два компаратора и регистр, тактовый вход которого соединен с промежуточным выходом сч тчика базы времени, выходы подключены к адресным входам блока память, а входы подключены к выходам счетчика вйчитання начальной частоты, соединенным с первыми входами первого компаратора, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входами второго и третьегоключей, а вторые входы первого компаратора подключены к первым выходам блока памяти, вторые выходы которого соединены с первыми входами второго компаратора, вторые входй ко- .р торого соединены с выходами счетчика базы времени, а инверсный выход подключен к управляющему входу первого ключа, МайИзобретение относится к температурным измерениям, а точнее к устройствам для измерения температуры с коррекцией нелинейности термопреобразователя, 5Известно: устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь с частотным выходом, ключ, выход которого подключен к счетному входу счетчика, индикаторный ре О гистр, генератор опорной частоты, выход которого подключен к входу делителя опорной частоты, подсоединенного к входу схемы Й и входу схемы управления, выходы которой подключены к входу счетчика, управляющему входу ключа и входу индикаторного регистра, запоминающий блок, вычитатель, распределитель уровней, тактирующий блок, схемы 20 больше - меньше, две группы схем И и схемы ИЛИ 1.Однако в этом устройстве коррекция нелинейности,термопреобразователя осуществляется путем изменения состояния счетчика на определенное число при подсчете им определенного количества импульсов.Известен цифровой термометр, со 30 держащий термопреобразователь с частотным выходом, соединенный с входом ключа, генератор опорной частоты, соединенный с делителем частоты, блок управления, вход которого соединен с выходом старшего разряда де- З 5 лителя частоты, а выходы соединены соответственно с управляющим входом ключа, генератором опорной частоты и входом установки нуля делителя частоты, тактирующий блок, подключен ный,к управляющему входу сумматора, к входам которого подключены входы преобразователя кодов, блок индикации, соединенные последовательно блок распознавания калибровочных ин. 45 тервалов температуры, блок диспетчер и электронный коммутатор, выходы которого соединены с соответствующими входами делителя опорной частоты, а вход блока распознавания 50 калибровочных интервалов температуры соединен с выходом блока индикации.В устройстве коррекция нелинейности частотного термопреобразователя осуществляется путем кусочно-линей ной аппроксимации термочастотной характеристики отрезками прямых с уз.лами в реперных точках 2 . Недостатком приведенных выше устройств является их сложность,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в частоту, выход которого через первый и второй ключи подключен к счетчику результата измерения, соединенному с блоком цифровой индикации, счетчик вычитания начальной частоты, вход которого через третий ключ соединен с выходом первого ключа, счетчик базы времени, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты 131.Однако известное устройство при работе с термопреобразователями, имеющими нелинейную термочастотную характеристику, имеют узкий диапазон измерения и низкую точность.Цель изобретения - расширение диапазона измерения и увеличение точ- ., ности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее преобразователь температуры в частоту, выход которого через первый и второй ключи подключен к счетчику результата измерения, соединенному с блоком индикации, счетчик вычитания начальной частоты, вход которого через третий ключ соединен с выходом первого ключа, счетчик базы времени, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, введены блок памяти, два компаратора и регистр, тактовый вход которого соединен с промежуточным выходом счетчика базы времени, выходы подключены к адресным входам блока памяти, а входы подключены к выходам счетчика вычитания начальной частоты, соединенным с первыми входами первого компаратора, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входами второго и третьего ключей, а вторые входы первого компаратора подключены к первым выходам блока памяти, вторые выходы которого. соединены с первыми входами второго компаратора, вторые входы которого соединены с выходами счетчика базы времени, а инверсный выход подключен к управляющему входу первого ключа.На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - термочастотная характеристика устройства.Устройство для измерения температуры содержит преобразователь 1 температуры в частоту, например генератор, в частотнозадающую цепь которого включен термопреобразователь сопротивления или термочувствительный пьезорезонатор, первый ключ 2, второй ключ 3, третий ключ 4, счетчик 5 результата измерения, блок 6 индикации, счетчик 7 вычитания начальной частоты, генератор 8 опорной частоты, счетчик 9 базы времени, регистр 10, блок1 памяти, первый и второй компараторы 12 и 13.Устройство работает следующим образом.20Весь диапазон измерения температуры разбивается на поддиапазоны, каждый из которых может быть аппроксимирован линейным отрезком, например АВ, ВС и т.д. (фиг. 2). 2На каждом 1-ом поддиапазоне (1=2,) зависимость выходной частоты преобразователяот температурывыражается формулой Е =а ьЪ; т (1) где а, и Ь - постоянные коэффициенты.При работе устройства в счетчик 5 результата за интервал времени Т должно поступитьИ импульсов И=У; Т=а, Т ЬТс (2)Длительность интервала времени Т зависит от опорной частоты Е генератора 8 и от кода И;, выдаваемого 40 блоком 1 памяти на первые входы компаратора 13:Т=И;Я. В этом случае выражение (2) имеет вид 1138664 4При включении устройства, послеустановки счетчиков 5, 7 и 9 в нулевое состояние (цепи установки счетчиков в нулевое состояние не.показаны), открываются ключи 2 и 4 и закрывается ключ 3, При этом счетчик 9базы времени начинает подсчет импульсов от генератора 8 опорной частоты, а счетчик -7 вычитания начальной частоты начинает подсчет импульсов от преобразователя 1.Послеподсчета счетчиком 9 определенного количества импульсов п (и сИ;), на егопромежуточном выходе появляется сигнал, по которому в регистр О записы.вается промежуточный код ц с выходасчетчика 7. С выходов регистра 10этот код передается на адресные входы блока 1 памяти. В соответствиис кодом 1, которым определяется нолмер поддиапазона измерения, блок11 памяти выдает на вторые входы компаратора 12 код, соответствующий чис.лу Ио а на первые входы компаратора 13 - код, соответствующий числу И;Тем временем счетчик 7 продолжает подсчет импульсов до количестваИ , после чего с появлением сигналаОфна выходе компаратора 2 открывается30 11 ключ 3, а с исчезновением сигналана его инверсном выходе закрывается ключ 4, Счетчик 5 результата начинает подсчет импульсов преобразователя 1 температуры в частотуи продолжает его до тех пор, покасодержимое счетчика базы времени нестанет равным И;, После этого срабатывает компаратор 13, по сигналу скоторого ключ 2 закрывается. На этомцикл измерения закончен. Результатсчетчика 5 индицируется блоком индикации.(3) Из этого выражения видно, что дляполучения однозначного соответствиямежду результатом счетчика 7 и температуройнадо выбирать И; таким,чтобы (И; /Гц)Ь=1 и вычитать изрезультата величину И =а Щ,/ Гц),которая определяется кодом, выдаваемым блоком памяти на вторые входыкомпаратора 12. Величиной И,можно 55изменять таким образом наклон линейного участка, а величиной И ; - егоначальный сдвиг,Точность устройства зависит от выбранного количества линеаризирующих отрезков характеристики термопреобразователя в диапазоне измерения, а также от чувствительности термопреобразователя.Наличие в устройстве новых элементов - блока памяти, реги тра, компараторов позволяет работать с преобразователями, имеющими нелинейную зависимост выходной частоты от температуры, при этом наряду с повьппением точности измерения достигается расширение диапазона измеряемых температур./5 тент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 илиал ППП акаэ 10677/31 Тираж 897 ВНИИПИ Государственн по делам изобрет 113035, Иосква, Ж, Подписииштета СССРоткрытийая наб., д. 4