Цифровой измеритель температуры

р 1966505 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) ител 1 э 1 М,22) Заявлено 23. заявки М 1 К 7/1 с присоединен (23) Приоритет рственный комитетСССРлам изобретенийн открытий суа 33 УДК 536. 532(088.8) 15.10.82. Бюллетень Мо ваиия описания 1510.8 Опублинован Дата опубли Е.Н. Гор ов, АВ, Наборня, В.И. ИваноЕ, Морозов и Б.С. Мухин 72) Авторыизобретения ВСЕСОИЗНАЯ ПАТЕИТИОТЕХИИЧЖКАИ БИБЛИОТЕКА Р 1) Заявител ИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ельй датровоймпульреклюя С помощь гается лине датчика темп противления образования 20 1Ат - вс ) К= Востаткяетсятм линквадр вестного устройстто в нем реализова ации зависимостей ого вида, и, как Нед ва явлеа ат ужаИзобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано при построении автоматизированных систем управления технологическими процессами.Известен циФровой измерит температуры (ЦИТ), содержащи чик температуры, аналогоциф преобразователь, генератор и сов, цифровой индикатор и пе чатель поддиапаэонов 1).Недостатком данного устройства вляется низкая точность измерения температуры за счет значительной погрешности кусочно-линейной аппроксимации.Известен также ЦИТ, содержащий датчик температуры, сумматор, функциональный квадратичный преобразователь, источник пилообразного напряжения, нуль-орган, устройство запуска и цифровой индикатор 1 23Однако известный ЦИТ также имеет низкую точность измерения за счет влияния погрешностей, входящих в него аналоговых узлов, на результат измерения.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результат предлагаемому является ЦИТ, содер е к авт, свид ву.81 (21) 3262510/18-10 щий датчик температуры, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу формирователя интервала времени, выходкоторого подключен к управляющемувходу первого счетчика импульсов,генератор импульсов, первый выход которого подключен к второму входу формирователя интервала времени, второйвыход - к счетному входу первого счетчика импульсов, схему сравнения кодов, первые входы которой подключенык выходам первого счетчика импульсов,а выход - к установочному входу первого счетчика импульсов и счетномувходу второго счетчика импульсов, выход которого подключен к схеме цирфовой индикации 3 . этого устройства дости ризация характеристики ературы (термометра соимеющего функцию преквадратичного видаследствие, низкая точность измерениятемпературы при использовании датчиков, имеющих функцию преобразования,отличную от (1), что снижает функциональные возможности данного измерителя температуры и ограничивает область его применения.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что в измеритель введены дели Отель частоты, третий счетчик импульсов, схема выбора типа термодатчика,программируемое запоминающее устройство (ПЗУ), выходы которого подключены к соответствующим вторым входам схемы сравнения кодов, а старшие адресные входы - к выходам схемы выбора типа термодатчика и младшие адресные - к выходам третьегосчетчика импульсов, счетный входкоторого подключен через делительчастоты к выходу схемы сравнениякодов, при этом выход формирователя интервала времени подключен кустановочным входам второго и третьего счетчиков импульсов,На Фиг. 1 приведена функциональная схема измерителя; на фиг. 2график зависимости кода с выходааналого-цифрового преобразователяот температуры,зоИзмеритель содержит датчик температуры 1, аналого-цифровой преобразователь 2, формирователь интервала времени 3, .генератор импульсов4, первый счетчик импульсов 5, второй счетчик импульсов б, схему цифровой индикации 7, схему сравнениякодов 8, ПЗУ 9, делитель частоты10, третий счетчик импульсов 11,схему выбора 12 типа термодатчика, 40Измеритель температуры работаетследующим образом,Температура, подлежащая измерению, воздействует на датчик 1, В аналого-циФровом преобразователе величина термо-ЭДС датчика температурыпреобразуется в соответствующий код(2)- Г (ц)где К - коэффициент. преобразования.Формирователь интервала времени фбрмирует импульс длительностью, соответствующей измеряемой температГре55Мд (3)Тгде Г 1 - частота импульсов, поступающих на второй вход формирователя интервала времени с 60первого выхода генератораимпульсов,По переднему Фронту этого импульса устанавливаются в нулевое состояние счетчики б и 11 и разрешается счет импульсов счетчику 5, который до этого находится в нулевом состоянии. Импульсы с частотой Г посту 2 пают с второго выхода генератора импульсов на счетный вход счетчика 5 и изменяют состояния его выходов, Выходной код счетчика сравнивается с кодом ПЗУ схемой сравнения кодов. В ПЗУ заранее запрограммированы значения кодов ЬМ; ,соответствующие изменению термо-ЭДСаО=0-О.при изменении температуры (фиг. 2)дс =с)дс 1 дг сои 1где ьс - отрезок аппроксимации,Схема сравнения кодов при совпадении кода ЬН.1 и выхсднсгО кода счетчика 5 вырабатывает импульс, ко-. торый переводит в нулевое состояние счетчик 5. Импульсы с выхода схемы сравнения кодов подсчитываются счетчиком б и одновременно поступают на вход делителя частоты с коэффициентом деления дс/с) где г) - разрешающая способность цифрового измерителя температуры.Через ас/с импульсов, поступивших с выхода схемы сравнения кодов, выйдет первый импульс с выхода делителя частоты.При этом счетчик импульсов 11 меняет состояние своих выходов и тем самым, меняется адрес на входах ПЗУ. На выходе ПЗУ устанавливается код ай, соответствующий второму отрезку аппроксимации и т, д.При атом эа время Т)г в счетчике импульсов б при условийГ 2.(6)Гг)накопится код йэык, соответствующий температуре на 1-ом отрезке аппроксимации:- ( -) (,) где А - обозначает целую часть вФигурных скобках.Вместе с тем (фиг. 2), температура с 1 с связана с кодом й х следующим образом. На первом отрезке аппроксимациис 1) м -О )гМ (8)на втором отрезке аппроксимациир) М-Н й-айл +Д Ь 1 Д+д 1 (9) и на 1-ом отрезке аппроксимации температура определяетсяКТаким образом, при кусочно-линейной аппроксимации Ива, из (7) совпадет со значением измеряемой температуры из (10).Схема выбора типа термодатчика 12 определяет зону памяти ПЗУ, соот 5 ветствующую заданному типу термодатчикаДанный измеритель имеет нулевую погрешность в конечных точках интервалов аппроксимации. В других точках погрешность измерения зависит от нелинейности характеристики термодатчика и уменьшается с уменьшением ь ,Например, при дс = 25 С и ц =0,1 С при работе с термопарой типа ПП по ,грешность измерения из-эа погрешности 1 линеаризации в диапазоне температур 300-1600 С не повышает с(.Предлагаемый измеритель обеспечивает линейную зависимость результатов 2 измерения от температуры и обладает широкими функциональными возможностями, Так, в экспериментальном образце измерителя достигнутапогрешность измерения температур 25 в пределах 0,1-0,2 С при использовании в качестве датчиков температуры термопар градуировок ПП, ТПР, ХК, ХА во всем диапазоне их рабочих температур. Все это позволяет успешно использовать предлагаемый измеритель при построении систем регулирования и измерения температуры в технологических процессах.формула изобретенияЦифровой измеритель температуры,содержащий датчик температуры, выходкоторого через аналого-цифровой преобОразователь соединен с первым входом формирователя интервала времени, выход которого соединен с управляющимвходом первого счетчика импульсов,генератор импульсов, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя интервала времени, второйвыход - с счетным входом первого счет.чика импульсов, схему сравнения кодов,первые входы которой соединены свыходами первого счетчика импульсов,а выход - с установочным входом первого счетчика импульсов и счетнымвходом второго счетчика импульсов,выход которого соединен со схемой цифровой индикации, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в неговведены делитель частоты, третийсчетчик импульсов, схема выбора типа термодатчика, программируемоезапоминающее устройство, выходы которого соединены с соответствующимивторыми входами схемы сравнения кодов, старшие адресные входы - с выходами схемы выбора типа термодатчика, младшие адресные входы - свыходами третьего счетчика импульсов, счетный вход которого соединенчерез делитель частоты с выходом схемы сравнения кодов, при этом выходформирователя интервала времени соединен с установочным входом второгои третьего счетчиков импульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 246115, кл. С 01 К 7/02, 1966."2, Авторское свидетельство СССРМ 388092, кл. С 01 К 7/02, 1973.3. Авторское свидетельство СССРМ 559131, кл. С 01 К 7/16, 1975966505Ъ 1 Ву ков Составитель Н, Г Техред М. Гергель Редактор Т ов Заказ 78 1303 с нт", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 иал ППП "Па/57 Тираж 887НИИПИ Государственногопо делам изобретений5, Москва, Ж, Рауш Корректор М. Демчи Подписноомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5