Цифровой термометр

(51)4 С 01 К 7/3 ГО САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОП нина политех инского комшанов ство СС О, 1979 во СССР 2, 1979. 54) (57) 1. ЦИ одержащий тер астотным выхо ОБО ТЕРМОМЕТР, бразователь с одключениый к ующего устройторого соединен опорной частон к входу перделитель опор- результата, к ключен регистр индикации, схеему больше-мень опре ом,акти ервому входу тва, второй выходом ген о тор ты,выход подключ ключа, основно астоты, счетчи ам которого по с блокомвог ной вых реэультамы И, схе ИЛИ с ше, о т л и ч а ю и с я тем,я порога чув что, с целью измене ствительности термо тра и сок истрами кации ходы ко ены с в входы к АРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(71) Львовский ордена Ленический институт им.Ленсомлла(56) Авторское свидетель1( 870972, кл О 01 К 7/ОАвторское свидетельстР 830151, кл. С О 1 К 7/3 щения времени измерения при изменении чувствительности термометра, в него введены пять ключей, два дополнительных делителя опорной час тоты, два 0 -триггера, два одновибратора, два коммутатора, два дополнительных счетчика результата с ререзультата и блоками индива Я 5-триггера, Я и 3- орых соответственно соедииодами двух схем И, первые орых через второй ключ соединены с шиной нулевого потенциалатермометра, соединенной соответствен"но через третий и четвертый ключи с5 -входом первого Р 5 -триггера, соединенным с вторым входом первой схемы И и Р -входом второго Ю-триггера, соединенным с вторым входом второй схемы И, выходы РБ -триггеровподключены соответственно к О-входам двух 1) -триггеров и первым входамсхемы больше-меньше, выход которойчерез первый одновибратор подключенк установочным входам делителей частоты и первому входу схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с входомпереноса регистра результата и через второй одновибратор соединен свыходом основного делителя опорнойчастоты и управляющим входом первого ключа, а выход подключен к установочным входам счетчиков результата и С-входам 2 -триггеров, выходы которых соответственно .подключены к вторым входам схемы большеменьше, управляющим входам пятогои шестого ключей, включенных в цепьпитания дополнительных индикаторов,и управляющим входам коммутаторов,при этом входы первого коммутаторасоответственно соединены с выходомпервого ключа, соединенным с входом, первого дополнительного счетчика результата и выходами дополнительных счетчиков реэультата, а выходы подключены к входам второгодополнительного и основного счетчиков результата, входы второго коммутатора соответственно соединеныс выходом генератора опорной частотысоединенным с входом первого дополнительного делителя опорной час1190209 тоты и выходами дополнительных делителей опорной частоты, а выходы подключены к входам второго дополнитель ного и основного делителей опорной частоты.2. Термометр по п.1, о т л и - ч а ю щ и Й с я тем, что каждый коммутатор содержит три схемы ИЛИ, четыре схемы И и дешифратор, входы которого соединены с управляющими входами коммутатора, первый выход соединен с первым входом первой схемы И, второй вход которой соединен с первым входом второй схемы И и первым входом коммутатора, а выход п 1 дкпючен к первому входу первой :е д 1, выход которой соединен с Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к цифровым термометрам, работающим в комплекте с частотными термопреобразователями, 5Цель изобретения - изменение порога чувствительности термометра и сокращение времени измерения при изменении чувствительности термометра, а также повышения экономичности тер- О мометра. На фиг, 1 представлена блок-схема термометра; на фиг. 2 -. схема коммутатора, используемого в термометре; на фиг.3 - схема делителя частоты.Цифровой термометр содержит термопреобразователь 1 с частотным выходом, тактирующее устройство 2, первый ключ 3, первый коммутатор 4 с информационными входами 4., 4.2 и 4.3, выходами 4.4 и 4.5, управляющими входами 4.6 и 4,7 основной счетчик 5 результата, первый 6 и второй 7 дополнительные счетчики резуль тата, основной и дополнительные регистры результата 8-10, блоки 11-13 индикации, генератор 14 опорной частоты, второй коммутатор 15 с информационными входами 15,1, 15.2 и 15.3, выходами 15,4 и 15.5, управляющими входами 15.6 и 15.7, основной делитель 6 частоты, первый 17 и втовторым выходом коммутатора, а второй вход подключен к выходу третьейсхемы И, входы которой соответственно соединены с третьим входом коммутатора и выходом второй схемы ИЗП 1,первый вход которой соединен с вторым выходом дешифратора и вторымвходом второй схемы И, а второй входподключен к третьему выходу дешифратора, соединенному с первым входомчетвертой схемы И, второй вход которой соединен с вторым входом коммутатора, а выход подключен к первомувходу третьей схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым выходом коммутатора, а второй вход соединен свыходом второй схемы И. рой 18 дополнительные делители частоты, первый одновибратор 19,Р-триггеры 20 и 21, схему большеменьше 22, РЯ -триггеры 23 и 24, второй одновибратор 25, схему ИЛИ 26,схемы И 27 и 28, ключи 29-33. Ключи32 и 33 включены в цепь 34 питания,блоков 12 и 13 индикации.Коммутатор 4 содержит дешифратор35, схемы И 36-39, схемы ИЛИ 40-42.Коммутатор 15 выполнен по аналогичной схеме,Делитель 16 частоты, содержиттриггер 43, одновибратор 44, счетчик45 с параллельной записью и наборноеполе 46, выполненное в виде тумблеров. При подаче сигнала на установочный вход делителя (Б-вход триггера 43) триггер 43, т.е, старший разряд делителя, устанавливается в единичное состояние. При этом срабатывает одновибратор 44, импульс с выхода которого заносит во все остальные разряды делителя (счетчик 45 ) наперед заданное число М с наборного поля 46. Такая параллельная записьпроисходит каждый раз в процессе сче -та, когда после переполнения счетчика 45 триггер 43 устанавливается в единичное состояние. Коэффициент деления делителя равен (2"-),11902 где и - количество разрядов делителя, при этом триггер 43 находится в состоянии "1" в течении поступления (2" "-Ч) импульсов.Тактирующее устройство 2 предназначено для "привязки" импульсов термопреобразователя 1 к импульсам генератора 14 опорной частоты и представляет собой, например, Р-триггер, к Э - входу которого подключен выход термопреобразователя, а к тактовому входу ( С-входу ) - выход генератора 14. Применение тактирующего устройства исключает передачу в регистры состояния счетчиков 5- в момент пробега по ним единицы переноса, Схема больше-меньше 22 представляет собой обычную схему сравнения. Все элементы цифрового термометра могут быть выполнены на 2 О основе обычных серийных микросхем. Цифровой термометр работает следующим образом.Импульсы с выхода термопреобразователя поступают на тактирующее устройство, а импульсы с выхода генератора опорной частоты поступают на делители частоты. При установлении старшего разряда основного делителя 16 в "1" замыкается ключ 3, в результате чего импульсы с тактирующего устройства поступают на счетчик результата измерения. После переполнения делителя, когда все его разряды становятся равными нулю, ключ 3 размыкается, процесс счета прекращается а отрицательным фронтом с выхода делителя 16 запускается одновибратор 25,.импульс которого переносит в регистр 8 результат измерения и через схему ИЛИ 26 устанавливает счетчики результата в исходное состояние. При установлении старшего разряда делителя 16 в "1" ключ 3 замыкается снова и процесс счета повторяется. В счетчиках результата образуется очередной результат, пропорциональный тем. пературе, благодаря тому, что время замкнутого состояния ключа 3, определяемое коэффициентом деления делителей частоты, обеспечивается равным С =1(Я аО), где 8 - крутизна характеристики термопреобраэователя, Гц/ С 3 ЬВ - цена деления младшего разряда (пороговая чувствительность) термометра. Для 8=200 Гц/ С и йВ= 0,0 фС й =0,5 с, для баб=0,001 фС 25 30 35 40 45 50 55 09 4й = 5 с, а для л 8 =0,0001 фС С 50 с.Для переключения порога чувствительности термометра йд, т.е. переключения времени счета, делитель частоты выполнен в виде основного делителя и двух дополнительных декад делители 7 и 8 , с коэффициентом деления каждой декады - О,При наиболее коротком счетном интервале коммутатор 15 подключает выход генератора 14 к входу делите-. ля 16 минуя дополнительные декады 17 и 18. Соответственно коммутатор 4 подключает выход ключа 3 к входу счетчика 6, минуя счетчики 6 и 7. Индикаторные блоки 2 и 13 при этом отключены, так как ключи 32 и 33 разомкнуты. При переходе на меньшую цену деления младшего разряда термометра, например при переходе от 0,01 на 0,001 С, коммутатор 15 включает между генератором 14 и делителем 16 дополнительный делитель 18, что в 10 раэ увеличивает длительность счетного интервала, а коммутатор 4 включает между выходом ключа 3 и входом счетчика 5 дополнительный счетчик , что ы 10 раз увеличивает общую емкость счетчика термометра. Одновременно замыкается ключ подключая шину питания к блоку индикации 12.При переходе на еще меньшую цену деления коммутатор 5 включает между выходом генератора 14 делителем 18 делитель 17, а коммутатор 4 включает между выходом ключа 3 и счетчиком 7 счетчик 6. Одновременно замыкается ключ 33 подключая шину питания 34 к блоку 13 индикации.Схема управления коммутаторами работает следующим образом. При замыкании ключа 31, логический ноль ус - танавливает в ноль триггер 24 и через схему И 28 - триггер 23, т,е. на триггерах 24 и 23 устанавливается код "00". При замыкании ключа 29 по сигналам, действующим через схемы И 27 и 28, триггер 23 устанавливается в ноль, а триггер 24 .- в единицу, т.е. устанавливается код "О". При замыкании ключа 30 триггеры 23 и 24 устанавливаются в еди,ничное состояние, т.е. на их выходах формируется код , 190209Если после замыкания одного из ключей в Р 5 -триггерах 23 и 24 устанавливается код больше кода, находящегося в 3 "триггерах 20 и 21, что соответствует переходу от большей цены деления к меньшей 1,или от меньшего времени измерения к большему ), то состояние выхода схемы 22 больше-меньше не изменяется до окончания текущего цикла измерения. По окончанию счета (после переполнения делителя частоты ) сигнал перезаписи через схему ИЛИ 26 переписывает в триггеры 20 и 21 новый код, в соответствии с этим срабатывают коммутагоры 4 и 5 и ключи 32 и 33.Новый цикл измерения происходит уже с новым .( большим )временем измерения.Если после замыкания одного иэ ключей 29-31 в Р 5-триггерах 23 и 24 устанавливается код меньший кода, находящегося в Р -триггерах, что соответствует переходу от меньшей цены деления к большей (или от большего времени измерения к меньшему ), то термометр сразу же переходит на заданный более короткий цикл измерения, который начинается с установки счетчиков и делителей опорной частоты в исходное состояние без переноса информации в индикаторный регистр. При этом на выходе схемы 22 больше-меньше появляется логический нуль, а отрицательный фронт запускает одновибратор 19, импульс с выхода которого, не дожидаясь окончания цикла измерения, устанавливает в исходное состояние делители частоты, а через схему ИЛИ 26 - счетчики результата и переписывает новый (меньший ) код в 2 -триггеры 20 и 2, Перезапись в регистры результата не производится. На выходе схемы больше 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 меньше 22, поскольку входные кодыстановятся равными, вновь устанав -ливается логическая единица. Одновибратор вырабатывает импульс длительностью немного больше, чем суммарное время срабатывания схемыИЛИ 26, триггеров 20 и 21 и коммутаторов 15 и 4. Это необходимо длятого, чтобы делители и счетчики поасинхронным входам удерживались вначальном состоянии до окончанияпроцесса перекоммутации.Коммутатор работает следующимобразом,Е 1 а вход коммутатора, а значитна вход дешифратора 35, поступаеткод "00", "01" или "1" с выходовтриггеров 20 и 21. Дешифратор 35 взависимости от кода на входе Формирует на своих выходах одну единицу:при коде 00на первом выходе, прикоде "01" на втором выходе и прикоде "11 на третьем выходе.Единица с третьего выхода дешифратора 35 открывает схему И 39, ачерез схему ИЛИ 41 схему И 38. Схемы И 37 и 38 при этом закрыты с второго и первого выходов дешифратора.В результате открывается путь дляпрохода информации с входа 4.2 черезсхему И 39 и схему ИХИ 42 на вьгход4.4 и с входа 4.3 через схемы И 38и ИЛИ 40 на выход 4.5.Единица с второго выхода дешифратора 35 открывает схему И 37, ачерез схему ИЛИ 41 схему И 38. Приэтом открыт путь с входа 4,3 черезсхему И 38 и схему ИЛИ 40 па выход4.5 и с входа 4.1 через схему И 37и схему ИЛИ 42 на выход 4.4,Единица с первого выхода дешифратора 35 открывает только схемуИ 36. В результате открывается путьс входа 4,1 через схему И Зб и схему ИЛИ 40 на выход 4.5.90209Составитель В.Куликов Редактор ЕМ.Бобкова ТехредЛ.Мартяшова Корректор Г.Рететник Заказ 6963/43 Тираж 896 Подвисное ВИИПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытий113035, Москва, Л(-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул,Проектная, 4