Устройство для измерения температуры

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛ СТВУ Союз Советскик Соцналмстическмк Реснублнк(51)м коз 6 01 К 7/20 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 0709. 81(72) Авторы Н.А. Апресова, И.П. Коновалов и В.П. Лобы иэобретеии Специальное конструкторское бюрогидрометеорологического приборостроен 71 Заявитель 54) УСТРОЙСТВО 2 5 Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к цифровым термометрам сопротивления.Известен цифровой термометр, содержащий платиновый термометр сопротивления, включенный в одно из плеч мостовой схемы, усилитель разбаланса моста, время-импульсный преобразователь напряжения, эапускаемюй генератором импульсов через делитель, частоты, и счетчик импульсов 1.Этот прибор не обеспечивает высокой точности измерения, так как построен по разомкнутой схеме, т.е, без обратной связи, вследствие чего общая погрешность преобразования складывается иэ погрешностей всех входящих в прибор блоков.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является цифровой термометр, содержащий термометр сопротивления, включенный в одно иэ плеч мостовой схемы, выход которой соединен с входом последовательно соединенных усилителя раэбаланса моста, время-импульсного преобразователя напряжения, двоично-десятичного счетчика импульсов с регистром, генератор счетных и ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ тактовых импульсов, один иэ выходов которого соединен с управляющими входами время-импульсного преобразователя, двоично-десятичного счетчика импульсов и регистра.В нем за счет введения элементов обратной связи: цИфрового делителя напряжения, двоично-десятичного регистра, достигается увеличение точности измерения температурЫ. Недостатком указанного устройства является снижение точности измерения в точке изменения знака температуры при интегрировании нескольких циклов измерения.Это объясняется тем, что при флуктуациях температуры около точки изменения знака при интегрировании значений температуры эа несколько циклов значения отрицательных и положительных температур будут сумми-. роваться с одним знаком,что приведет к увеличению погрешности измерения температуры по сравнению с остальной частью диапазона измерения приблизительно на 50.Целью изобретения является повышение точности измерения температуры)в точке изменения ее знака.Укаэанная цель достигается тем,что в известное устройство для измерения температуры дополнительно введены реверсивный двоично-десятичный счетчик индикации, схема совпадения, схема записи максимальногоотрицательного значения, регистр индикации, блок управления направлением счета, состоящий иэ дешифраторанулевого состояния, формирователя им-,пульса из перепада напряжения и триггера направления счета, причем входысхемы совпадения соединены с выходомвремя-импульсного преобразователя ис одним из выходов генератора счетныхи тактовых импульсов; выход схемы совпадения соединен со счетным входомреверсивного двоично-десятичного счетчика индикации, вход предварительнойустановки которого соединен с выходом схемы записи максимальных отрицательных значений, а вход управления 20направлением счета с выходом триггера направления счета, выходы реверсивного счетчика соединены с входамирегистра индикации и дешифратора нулевого состояния, выход которого соединен со входом формирователя импульса из перепада напряжения,а выходпоследнего соединен со входом триггера направления счета.На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения температуры; нафиг. 2 - временные диаграммы егоработы для отрицательных температур;на фиг. 3 - то же, для положительных,Устройство состоит иэ мостовойсхемы 1, в одно из плеч которойвключен термометр сопротивления,усилителя раэбаланса 2, время-импульсного преобразователя 3, генератора счетных и тактовых импульсов4, двоично-десятичного счетчика 5 с 40регистром 6, параллельного цифровогоделителя напряжения 7, образующегоплечи мостовой схемы 1, схемы совпадения 8, реверсивного двоичнодесятичного счетчика индикации 9, 45дешифратора нулевого состояния реверсивного счетчика 10, формирователяимпульса из перепада напряжения 11,триггера направления счета, являющегося одновременно и триггером знакаизмеряемой температуры 12, и схемызаписи максимального отрицательногозначения температуры 13.Устройство работает следующимобраэом.Снгнал раэбаланса мостовой схемы1 с вомощью усилителя раэбаланса 2,время-импульсного преобразователя 3,генератора 4 преобразуется в последовательности импульсов, считаемых,счетчиком 5. еОПосле цикла измерения, задаваемого тактовыми импульсами генератора 4, информация из счетчика 5 переписывается в регистр б после чегосчетчик 5 сбрасывается. Информация у в разрядах регистра б не изменяется в случае подтверждения, пришедшего в следующем цикле иэ соответствующего разряда счетчика 5,Цифровой код, хранящийся в разрядах регистра б, управляет ключами делителя 7 создавая уравновешивающий сигналобратной связи в мостовой схеме 1. При достижении равновесия мостовой схемы 1 информация, хранящаяся в регистре б, будет соответствовать величине измеряемого сопротивления термометра. Для разделения диапазона температур на положительные и отрицательные значения используется остальная часть схемы. Временные диаграммы работы устройства для отрицательных температур изображены на Фиг.2, для положительных - на фиг. 3. Перед началом цикла измерения в реверсивный двоично-десятичный счетчик индикации 9 иэ схемы записи 13 записывается число, соответствующее максимальному отрицательному значению температуры. Ири этом триггер 12 устанавливается в состояние логи%еского "0", что соответствует отрицательной температуре и задает вычитающий режим. реверсивному счетчику 9. Таким образом, начальной точкой отсчета шкалы температур является максимальная отрицательная температура, При измерении на вход схемы совпадения 8 подается сигнал с время-импульсного преобразователя 3 (О ), на второй вход поступают счетные импульсы с генератора 4 (О). В результате на выходе схемы совпадения 8 появляется последовательность импульсов (О), число импульсов в которой пропорционально отклонению измеряемой температуры от максимального отрицательного значения. Эта последовательность импульсов поступает на реверсивный счетчик индикации 9 и считается им.Если измеряемая температура отрицательна, то отклонение измеряемой температуры от максимально отрицательного значения (ьс) меньше записанного в реверсивный счетчик значения и после вычитания из счетчика числа импульсов, пропорционального .ь, в нем останется значение, равное измеряемой отрицательной температуре. Причем реверсивный счетчик 9 не перейдет своего нулевого состояния (О 8) и триггер 12 останется в положении, соответствующем отрицательному знаку температуры (О,), Если измеряемая температура положительная, то отклонение измеряемой температуры от максимального значения (ь) больше записанного в реверсивный счетчик значения и при вычитании из счетчика числа импульсов, пропорционального дс, он перейдет свое нулевое состояние. При этомна выходе дешифратора нулевого состояния реверсивного счетчика 10 появится отрицательный перепад напря-, жения (0, по которому формирователь 11 вырабатывает короткий отрицательный импульс (ОЕ), устанавливающий триггер 12 в состояние ф 1" (Ож). Это соответствует положительной температуре и задает реверсивному счетчику 9 режим сложения.Таким образом, в счетчике установится значение, равное измеряемой положительной температуре. Далее информация о величине температуры, считываемая со счетчика индикации 9, и о знаке температуры, считываемая с триггера направления счета 12, поступает на регистр индикации 14.При интегрировании результатов измерения используются дополнительные разряды реверсивного счетчика 9, в который записывается число, равное произведению максимальной отрицательной температуры на число циклов измерения, подлежащих осреднению.Предлагаемое устройство позволяет значительно точнее определять темпеРатуру шубообраэования, что важно для своевременного оповещения об опасности на дорогах и взлетно-посадочных полосах, а также позволяет своевременно применять меры против обледенения.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее термометр сопро"тивления, включенный в одно из плеч мостовой схемы, выход которой соединен с входом последовательно соединенных усилителя раэбаланса моста, время-импульсного преобразователя напряжения, двоично-десятичного счетчика импульсов с регистром,гене 1. Авторское 4 О 9 236061, кл6 2. Авторское У 662871, кл. 6свидетельство СССР01 К 7/34, 1967.свидетельство СССР01 К 17/02, 1977 ратор счетных и тактовых импульсов,один иэ выходов которого соединен суправляющими входами время-импульсного преобразователя,двоично-десятичного счетчика импульсов и регистра,о т л и ча ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерениятемпературы в точке изменения ее знака, в него введены реверсивный двоично-десятичный счетчик индикации,схема совпадения, схема записи максимального отрицательного значения,регистр индикации, блок управлениянаправлением счета, состоящий из дешифратора нулевого состояния, формирователя импульса иэ перепада напряжения и триггера направления счета,причем входы схемы совпадения соединены с выходом время-импульсногопреобразователя и с одним из выходовгенератора счетных и тактовых им пульсов, выход схемы совпадения соединен со счетным входом реверсивногодвоично-десятичного счетчика индикации, вход предварительной установкикоторого соединен с выхопом схемызаписи максимальных отрицательныхзначений, а вход управления направлением счета - с выходом триггеоанаправления счета, выходы реверсивного счетчика соединены с входамиюегистоа индикации и дешифратора нулевого состояния, выход которого соединен с входом формирователя импульсов из перепада напряжения, авыход последнего соединен с входом .триггера направления счета.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе861978 Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5