Электронный термометр

(72) И. В, К 24-10 а не рого пос о возбудилных ячее сьпо .12, орогово говых и Произв индикатя гаш о ческии инст ние тон п предыдущ уждена, ао чее роизводится ние всех ра овыхячеек дб енной т.е е г по тоя по 2,(+ брай поо нилась,появляюой же подит гашячейкиаботе. зой ение устрз,п,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ узьмин, В. П. Кожемяко,Л. И. Тимченко, С, В. Чепорнюки Г. Н. Березов(56) Авторское свидетельство СССРУ 1120179, кл. О 01 К 7/00, 21,03.83Заявка ЕПВ 9 0168640,кл. О 01 К 1/02, опублнк. 22.01.86.(57) Изобретение относится к приборостроению. Цель изобретения - упрощение конструкции термометра и повышение информативности визуального отображения величины измеряемой температуры и ее изменения, Тактовый генератор 3 производит дискретизацию вовремени изменяющегося напряжения, соответствующего изменяющейся температуре. Если температура изменилась и ка которой НЯЯ возб последова нее возбуж.12. ячейки 2. гашения ко ский сигна.2 гашени й ячейки тура ото бужденно-1), кроме во уждна первый фотодиод 31рой не поступает оптнчеот первого светодиода 3следующей невозбужденн+1)Постоянная темперажается только одной возроговой индикаторной ячтемпература, опять измешине 10 обратной связитактовые импульсы, первмежду импульсами происхвозбужденной пороговойво вновь готово к рф-лы, 1 ил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в различных отраслях промьппленности,где требуется измерение температуры с повышенной информативностью.Цель изобретения - упрощение конструкции термометра и повышение информативности визуального отображения величины измеряемой температуры и ее изменения.На чертеже представлена схема электронного термометра.Термометр содержит измерительный преобразователь 1 температуры в напряжение, и пороговых индикаторных ячеек 2.1, 2.22.п, размещенных в линейку, тактовый генератор 3 импульсов, аналоговый ключ 4, первый 5 и второй 6 логические элементы 2 ИНЕ, инвертор 7, шину 8 управления, сигнальную шину 9, шину 10 обратной связи, два дифференциатора 11 и 12, в каждом из которых содержатся конО денсатор 13, резисторы 14-16, составной транзистор 17, причем база составного транзистора 17 подключена кпервой обкладке конденсатора 13 и к общим первым выводам резисторов 14 и15, образующих делитель напряжения,вторые выводы которых подключены соответственно к шине 18 питания и кобщей шине 19, вторая обкладка конденсатора 13 подключена к выходу измерительного преобразователя 1 температуры в напряжение и к информационному входу 20 аналогового ключа 4,управляющий, вход 21 которого подключен к первому входу первого элемента 2 И-НЕ 5, к шине 8 управления и к выходу второго элемента 2 И-НЕ 6, первый вход которого подключен к коллекторусоставного транзистора 17 первогодифференциатора 11 и первому выводурезистора 16 нагрузки, второй вывод второй вход второго элемента 2 И-НЕ 6подключен к выходу инвертора 7, входкоторого подключен к коллектору составного транзистора 17 второго дифференциатора 12 и первому выводу резистора 16 нагрузки, второй вывод эмиттер составного транзистора 17 каждого дифференциатора 11 и 12 подключен к общей шине 19, выход аналогового ключа 4 подключен к сигнальной шине 9, тактовый генератор 3 подключен к второму входу первого эле 55 15 20 40 45 которого подключен к шине 18 питания,50 которого подключен к шине 18 питания,мента 2 И-НЕ 5, выход которого подключен к шине 10 обратной связи. В каждой пороговой индикаторной ячейке2,12.п содержатся биполярныйтранзистор 22, первый 23, второй 24и третий 25 резисторы, первый разделительный диод 26, индикаторный светодиод 27, светодиод 28 обратной связи, фотодиод 29 обратной связи, анодкоторого подключен к базе транзистора 22 и к первым выводам первого 23и второго 24 резисторов, вторые выводы которых подключены соответственно к катоду первого разделительногодиода 26 и к общей шине 9, к которойподключен эмиттер транзистора 22,между коллектором которого и шиной 8питания включены последовательно третий резистор 25, индикационный светодиод 27 и светодиод 28 обратной связи, который оптически связан с фотодиодом 29 обратной связи своей пороговой индикаторной ячейки, катод которого подключен к шине 10 обратнойсвязи. Анод первого разделительногодиода 26 подключен к сигнальной шине9. В каждой пороговой индикаторнойячейке 2.1 .,2.(п), за исключекием последней 2 и, введены второйразделительный диод 30, первый фотодиод 31 гашения, анод которого подключен к аноду второго разделительного диода 30, катод которого подключен к шине 8 управления, в каждой пороговой индикаторной ячейке 2,22.п, за исключением первой 2,1, введен первый светодиод 32 гашения,включенный последовательно в коллекторную цепь транзистора 22 и оптически связанный с первым фотодиодом 31гашения предыдущей пороговой индикаторной ячейки. В каждой пороговойиндикаторной ячейке 2.2,.,2.(п),эа исключением первой 2.1 и последней 2.п, содержится второй фотодиод33 гашения, анод которого подключенк катоду первого фотодиода 31 гашения, катод второго фотодиода 33 гашения, а в первой индикаторной ячейке 2.1 - катод первого фотодиода 31гашения подключен к базе транзистора22. В каждой пороговой индикаторнойячейке 2.1.,2.(п), эа исключением двух последних 2,(п) и 2.п,введены четвертый резистор 34, третий разделительный диод 35, второйсветодиод 36 гашения, анод которогоподключен к первому выводу четверто377607 порог, ,45 ЮпрЕслиасс О то на выходе ВСФцепочек дифференциаторов 11 и 12 присутствует отрицательное напряжение, которое закрывает составной транзистор 17 второго дифференциатора 12 вследствие его большого коэффициента усиления и на его выходе появляется напряжение "1". Составной транзистор 7 первого дифференциатора 11 еще больше закрывается.гПороговые индикаторные ячейки 2.1 .2,п с помощью резисторов 23 и 24 настроены таким образом, что пороговое напряжение для преобразователя 1 температуры в напряжение с линейной характеристикой для -й пороговой индикаторной ячейки, где- 1,2,..,п, определяется как 11 мокс аминамин где Ц , Б , - соответственно наименьшее и наибольшее напряжения,соответствующие наименьшей и наибольшей измеряемой температурам. Причем пороговые индикаторные ячейки путем соответствующего подбора делителей напряжения, собранных на резисторах 23 и 24, позволяют обеспечить линеаризацию любых видов термопреобразователей с высокой степенью точно-,сти,Если температура на входе преобразователя 1 изменяется и достигаетнекоторого уровня, которому соответствует напряжение Уо , , то напорогшине 8 управления формируют напряжение "1". Поэтому на выходе аналогового ключа 4 присутствует напряжение11 порог.,на шину 10 обратной связипроходят импульсы тактового генератора 3. В момент времени, когда нашине 10 обратной связи присутствуетнапряжение "1", возбуждаютсяпороговых индикаторных ячеек 212.1По коллекторной цепи транзистора 22в каждой из этих индикаторных ячеекпротекает ток, вызывающий включениеиндикационного светодиода 27, светодиода 28 обратной связи и первогосветодиода 32 гашения, Световой поток от светодиода 28 поступает нафотодиод 29 обратной связи, его обратное сопротивление резко уменьша ется и в базу транзистора 22 поступает. дополнительный ток, поддерживаятранзистор 22 в открытом состоянии,Второй светодиод 36 гашения включен,так как он зашунтирован третьим разделительным диодом 35 и переходомколлектор - эмиттер открытого транзистора 2207 6 5 13776Световой поток от первого светодиода 32 гашения поступает на первый фотодиод 31 гашения предыдущей пороговой индикаторной ячейки, но гашение не происходит, так как на шине 8 управления напряжение "1", В паузе между импульсами на шине 10 обратной связи фотодиод 29 обратной связи возбущценньм пороговых индикаторных яче О ек 2.1 .,2, оказывается включенным в прямом направлении, поскольку на шине 10 обратной связи присутствует напряжение "0". Происходит гашение всех ранее возбужденных пороговых индикаторных ячеек. Таким образом тактовый генератор 3 производит дискретизацию во времени изменяющегося напряжения, соответствующего изменяющейся температуре. Если температура 20 изменялась и достигала некоторого постоянного уровня, которому соответствует напряжение 1 Ор, = сопв 1, то возбудилосьпороговыхиндикаторных ячеек 2.12 На шине управле ния устанавливается напряжение "0", поэтому на шине 10 обратной связи появляется напряжение. "1", приводящее к постоянному возбуждениюпорогов и ди аторных ячеек 2 1 " 2 1 30 н к снятию напряжения с сигнальной шины 9 посредством запирания ключа 4. Поскольку вторая пороговая индикаторная ячейка 2.2 возбуждена, то световой поток от первого светодиода 32 гашения этой ячейки поступает на первый фотодиод 31 гашения первой лорогоьой индикаторной ячейки 2.1. Обратное сопротивление этого фотодио-. да резко уменьшается, происходит гашение первой пороговой индикаторной ячейки 2,1, поскольку на шине 8 управления есть напряжение "0", что и приводит к закрыванию транзистора 22. Третий разделительный диод 35 данной ячейки оказывается включенным в обратном направлении, поэтому через ее второй светодиод гашения 36 начинает протекать ток. Световой поток от этого светодиода гашения поступает на второк фотодиод 33 гашения второй пороговой индикаторной ячейки 2.2, уменьшая его обратное сопротивление. Поскольку третья пороговая индикаторная ячейка 2,3 возбуждена, то обратное сопротивление первого фотодиода 31 гашения второй пороговой индикаторной ячейки 2,2 также мало, что приводит к гашению последней. Следовательно, производится гашение той пороговой индикаторной ячейки, предыдущая ячейка которой невозбуждена, а последняя - возбуждена, т.е. производится последовательное гашение всех, ранее возбужденных пороговьм индикаторных ячеек 2.12,(- - ), кроме возбужденной ячейки 2.1, на первый фотодиод 31 гашения которой не поступает оптический сигналот первого светодиода 32 гашения последующей невозбужденной ячейки 2(++1 , Таким образом, постоянная температура отображается только одной возбужденной пороговой индикаторнойячейкой. Если температура опять изменилась, то на шине 10 обратной связи появляются тактовые импульсы ипервой же паузой между импульсамипроисходит гашение этой возбужденнойпороговой индикаторной ячейки, устройство вновь готово к работе,В последней пороговой индикаторнойячейке 2,п отсутствуют фотодиоды гащения, поскольку ее гашение осуществляется по шине 10 обратной связи. Формула изобретения 1Электронный термометр, содержащий измерительный преобразователь температуры в электрическое напряжение, подключенный к входу логического устройства с блоком индикации измеряемой величины и тенденции ее изменения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции термометра и повышения информативности визуального отображения величины измеряемой температуры и ее изменения, логическое устройство снабжено и-пороговыми индикаторными ячейками, размещенными в линейку, тактовым генератором импульсов, аналоговым ключом, информационный вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя температуры в электрическое напряжение, а его выход - к общей для всех пороговых. индикаторных ячеек сигнальной шине, двумя дифференциаторами, соединенньгми входами с выходом измерительного преобразователя температуры, первым и вторым логическими элементами 2 ИНЕ и инвертором, включенным между выходом одного из дифференциаторов и одним из входов второго логическо1377607 Составитель В. ГолубевРедактор М. Петрова Техред Л.Сердюкова, Корректор А. Обручар Заказ 856/33 Э Тираж 607 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го элемента 2 И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом другого дифференциатора, а его выход - с управляющим входом аналогового ключа, шиной управления и одним из входов первого логического элемента 2 И-НЕ,.второй вход которого подключен к выходутактового генератора, а его выход соединен с общей для .всех пороговых индикаторных ячеек шиной обратной связи, при этом каждая из пороговых индикаторных ячеек выполнена в видебиполярного транзистора, первого, второго и третьего резисторов, первого 15разделительного диода, анод которого соединен с сигнальной шиной светодиода обратной связи, индикационного светодиода, фотодиода обратнойсвязи, катод которого соединен с шиной обратной связи, а его анод подключен к базе транзистора н к объединенным первым выводам первого и второго резисторов, вторые выводы которых подключены соответственно к катоду первого разделительного диода и кобщей шине, к которой подключен змиттер транзистора, между коллекторомкоторого и шиной питания включеныпоследовательно третий резистор, индикационный светодиод и светодиод обратной связи, который оптически связан с фотодиодом обратной связи своейпороговой индикаторной ячейки, каждая пороговая индикаторная ячейка,за исключением последней, снабженавторым разделительным диодом и первым фотодиодом гашения, анод которого подключен к аноду второго разделительного диода, а катод подключен кшине управления, каждая пороговаяиндикаторнаяячейка, за исключениемпервой, снабжена первым светодиодомгашения, включенным последовательнов коллекторную цепь транзистора и оптически связанным с первым фотодиодом гашения предыдущей пороговой индикаторной ячейки, каждая пороговая индикаторная ячейка, эа исключением первой и последней, снабжена вторым фотодиодом гашения, катод которого подключен к базе транзистора, а его анод - к катоду первого фотодиода гашения; каждая пороговая индикаторная ячейка, эа исключением двух последних,снабжена четвертым резистором, третьим разделительным диодом и вторым светодиодом, катод которого соединен с общей шиной, а его анод подключен к первому выводу четвертого резистора и к аноду третьего разделительного диода катод которого подключен к коллектору транзистора, причем второй светодиод гашения оптически связан с вторым фотодиодом гашения последующей пороговой индикаторной ячейки, второй вывод четвертого резистора подключен к шине питания, а катод первого фотодиода гашения в первой пороговой индикаторной ячейке подключен к базе его транзис-тора.2. Термометр йо и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что каждый из дифференциаторов снабжен составным транзистором, коллектор:которого через резистор нагрузки подключен к шине питания, а его эмиттер соединен с общей шиной, резистивным делителем напряжения, включенным между шиной питания и общей шиной и соединенным своей средней точкой с базой транзистора, и конденсатором, включенным между базой транзистора и выходом измерительного преобразователя температуры, причем коллектор транзистора одного из дифференциаторов соединен с входом инвертора, а коллектор транзистора другого дифференциатора " с вторьм входом второго логического элемента 2 И-НЕ.