Цифровой термометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О 9) (11) 0 9 00 ТЕНИ АВТОРСН ВИДЕТЕЛЬСТВ ного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗ.(56) 1. Заявка франции Ж 2404210, кл. б 01 К 7 ЮО, опублик, 1979.2. Авторское свидетельство СССР Му 796608, кл. С 01 К 7/161 1979 (прототип);(54) (57) 1. МИфРОВОЙ ТЕРМОМЕТР,содержа)ций ртутный контактный термометр,выходы которого соединены с входамипреобразователя дискретных значенийтемператур в цифровые, преобразовательдвоичного кода в двоично-,десятичный,выходы которого соединены с блокомцифровой индикации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения егообласти применения, в его состав дополнительно введены двойчный иакапливанщий сумматЪр, блок сравнения кодов,коммутатор, К регистров хранения опорвых значений интегральных температур, (К-количество опорных значений интегральных температур(распределитель вмпульсов,элемент задержки, группа из .К элементов И,при этом выходы преобразователядискретных значений температур в цифровые соединены с информационными входамидвоичного накапливающего сумматора,обнуляющий вход которого соединен с первым управляющим входсм цифрового термомет ра, информационные входы которого соединены параллельно с входами К регистровхранения опорных значений интегральныхтемператур, разрядные выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя импульсов и с первыми входами элементов И групп, выходы коммутатора соединены соответственно с первой группой разрядных входов блока сравнения кодов, вторая группа разрядных входов которого соединена с входами преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный и с выходами старших разрядов двоич накапливающего сумматора, младшим из, которых является (0 +1)-й разряд, где с =од й - целое, й - число отсчетовъ 2температуры в .сутки, выход блока сравнения кодов соединен с вторыми входами элементов И группы и через. элемент задержки - с входом тактовых импульсов распределителя импульсов, обнуляющий вход которого соединен с первым управ ляющвм входом цифрового термометра, выходы блока сравнения кодов и элементов И группы являются выходами цифрового термометра.2. Термометр по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что,преобразователь дискретных значений температур в цифровые содержит ключи, элементы И и НЕ и двоичный шифраторе причем входы преф образователя соединены с подвижными контактами соответствующих ключей, неподвижные контакты которых, кроме последнего, соединены с первыми входами соответствующих элементов И, неподвиж ные контакты ключей, начиная со второго, соединены с входами элементов НЕ, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов И, вы ходы элементов. И соединены с входами двоичного шифратора, выходы которого являются выходами преобразователя.1 10060Изобретение относится к области измерения температуры и может быть исщльзовано в качестве датчика интегральныхтемператур в сельскохозяйственном производстве для определения фаз развитиярастений и подачи сигналов регуляторуна начало полива в момент наступлениясоответствующих фаэ развития растений,Известен цифровой термометр, содержащий датчик температуры, соединенный 1 Ос информационным входом аналого-цифрового преобразователя, запоминающее устройство, блок цифровой индикации Г 1Данный цифровой термометр имеетузкие функциональные возможности. ИНаиболее близким к изобретению потехнической сущности является цифровойтермометр, содержащий ртутный контактный, термометр, выходы которого соединены с входами преобразователя дискрет- Мных значений температур в цифровые,преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный, выходы которого соединены с блоком цифровой индикации 23.Недостатком известного цифрового Итермометра является узость его функци,ональных возможностей, что не позволяет использость его в качестве датчикаинтегральных температур, например, всистемах автоматического регулирования уйполивом.Целью изобретения является расширение области применения цифрового термометра,Зта цель достигается тем, что в цифЭЗровой термометр, содержащий ртутныйконтактный термометр, выходы которогосоединены с входами преобразователядискретных значений температур в цифровые, преобразователь двоичного кода вдвоично-десятичный, выходы которогосоединены с блоком цифровой индикации,в его состав дополнительно введены двоичный накапливающий сумматор, блоксравнения кодов, коммутатор, К регистровМхранения опорных значений интегральныхтемпературК - количество опорныхзначений интегральных температур), распределитель импульсов, элемент задержки, группа из К элементов И, при этомвыходы преобразователя дискретных энаЮчений температур в цифровые соединеныс информационными входами двоичногонакапливающего сумматора, обнуляющийвход которого соединен с первым управляющий входом цифрового термометра,информационные входы которого соединеныпараллельно с входами К регистров храВения опорных значений интегральных Й 8 2температур, разрядные выходы которыхсоединены с информационными входамикоммутатора, управляющие входы которэго соединены с выходами распределителяимпульсов и с первыми входами алемеВтов И группвыходы коммутатора соединены соответственно с первой группойразрядных входов блока сравнения кодов,вторая группа разрядных входов которогосоединена с входами преобразователя двеичного кода в двоично-десятичный и свыходами старших разрядов двоичногонакапливающего сумматора, младшим изкоторых является (0 +1)-й разряд, где1:Рос й- целое, й - число отсчетовтемпературы в сутки, выход блока сравнения кодов соединен с вторыми входамиалементов И группы и через элемент задержки - с входом тактовых импульсовраспределителя импульсов, обнуляющийвход которого соединен с первым. управляющим входом цифрового термометра, выходы блока сравнения кодов и алементовИ группы являются выходами цифровоготермометра,1Кроме того, преобразователь дискретных значений температур в цифровые содержит ключи, алементы И и НЕ и двоичный шифратор, причем входы преобразо 1вателя соединены с подвижными контактами соответствующих ключей, неподвижные контакты которых, кроме последнего, соединены с первыми входаМи соответствующих элементов И, неподвижные котакты ключей, начиная со второго, соединены с входами алементов НЕ, выходы которых соединены с.вторыми входами соответствующих алементов И, выходы элементовИ соединены с входами двоичного шифратора, выходы которого являются выходами преобразователя.На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового термометра; на фиг, 2 - схема преобразователя дискретных значений температур в цифровые.Цифровой термометр содержит ртутный контактный термометр 1, выходы которо го соединены с.входами преобразователя 2 дискретных значений температур в цифровые, преобразователь 3 двоичного кода в двоично-десятичный, выходы которого соединены с блоком 4 цифровой индикации, накапливающий сумматор 5, содержащий комбинационный двоичный суь- матор 6, регистр 7, регистр 8, и таймер 9, блок 10 сравнения кодов, коммутатор 11, содержащий алементы И 12, ИЛИ 13, К регистров 14 хранения опорных эначе3 1006938 4вий интегральных температур, распредели- непосредственно, а старший через эле .тель 5 импульсов, элемент 16 эадернм- мент НЕ 20, а выходы каждого элементаки, группу иэ К элементов И 17, при И 17 соединены с входами элементовэтом выходы преобразователя 2 соедине- ИЛИ 22,лифратора 21, образующих разны с первыми входами сумматора 6,рядные выходы преобразователя 2, ввторые входы кото соединеныРого диневы с вы- разрядах двоичных чисел которых стоят, при этом выходы ионтактходами регистра 7, а выходы - с входа- символы 1 при э . ми регистра 8, выходы которого соедине- юго термометра 1 соединены с подвижны с входами регистра 6, а вход фРаз- ными контактами ключей 23.решение записиф - с первым выходом тай 1 фмера 9, второй выход которого соединен Перед началом Работы,. после подачис входом разрешения записи регистра 7, напряжения питания на цифровой термообнуляюшие входы обоих регистров памя- . метр, сигналом с входа 18о осуществляявляются о нуляюпвм входом сумма- ется обнуление регистра 7, регистра 8, а тора 5 и соединены с первым управляю- И а распределитель 15 импуль сов устацифрового термометра, навливается в исходное состояние. Значеинформационные выходы которого соеди- ния интегральных температур фаз развинены параллелью с входами К регистров тия растений в регистре 14 хранения 14 хранения опорных значений интеграль- установлены предварительно с вы вых темпе то, с выходовератур, разрядные выходы ко д,преобразователя дискретвых значений торых соединены с первыми входами со- температур в цифровые 2 на первые вхоответственных К гх групп по а элементов ды двоичного сумматора 6 будет постуИ 12 (о- тразряднос ь значений темпе- пать двоичное число, соответствующее ратур), вторые входы зоторых в пределах измеряемой температуре ртутным конкаждой группы соединены с соответствев й тактвым терчюметромв данный мо ными выходами Распределителя 15 вж . мент времени. Пустьэто число рвано пульсов, соединенными также и с первыми 010100=20 С так как на вторы входами иэ Кгруппы иэ К элементов И 17, двоичного сумматора 6 в это же времявыходы б элементовнтов И 12 каждой из К с выходов регистра 7 поступает число, групп соединены соответственно Разрядам,Е равное нулю 0000000000000000, то с одним из входоввходов каждого К - входо- на выходе двоичного сумматора 6 будет вого элемента ИЛИ 13 из группы в в присутствовать число 0000000000010100, элементов, выходы которых соединены Таймер 9 периодически 2раз в сутки соответственно с первыми разряднымивходами блока 10 сравнения кодов,вто- решение эаписиф регистра 8, а затем на рые разрядные входы которого соединены тот же вход регист 7 ПРа . оэтому число с входами преобразомтеля 3 двоичного 0000000000010100 вначале будетт, а затем перезапикода в двоично десятичный и с соответст- записано в регистр 8 венными выходами старших разрядов ре- саво в регистр 7. Пусть по прошествии Е+1) й г Е- огистра 7, младшим из которых является времени, равного периоду поразряд, где РсиМ- цеае, пульсов таймером 9 на выходе преобразоЯ число отсчетов температуры в сут вателя дискретных значений темпе т ки, а выход блока 10 несрав ния кодов в цифровые 2, устаювится новое эвачесоединен с вторыми входами группы иэ ние температуры 010110 22 С тог аК элементов И 17 ии через элемент 16 на выходе двоичного сумматора будет задержки - с входом тактовых импульсов ф числораспределителя 15 импульсов, обнуляю 010100 щий вход которого соединен с входом 18, 0000000000010100 причем выходы блока 10 сравнения кодови группы из К элементов И 17 являют. ся выходами цифрового термометра. означающее десятичное число ф 42 ф э хоффПреоб м тельторое вначале будет записано в Регистр ний темпе т вРеобразомтель дискретных значе и затем перезаписаво в 7 ВРа ур в цифровые 2 содержит течение суток оцерац суммирорегистрэлементы ИИ 19, НЕ 20 и шифратор 21, будет осуществлена .раз, где В - цецф суммирования . выполненный на элементах ИЛИ 22 и йфключи 23 прахи лое число. Пусть16т.е. суммвключи, причем неподвижные контакты ромние температур осуществляется чех ключей соединены с входами 1 5 ч. Для их ю рез, ч, Для получения среднесуточной температуры достаточно число, со.0 0 0 0 0 0 2 О 0 5 10060 стоящее из 2 сумм разделить на 2о т,е. среднесуточная температура Т ср = -- , Для усреанени двоичного .исла после 2 сложений доста точно поставить запятую, отсчитав 3 разрядов слева. В цифровом термометре это усреднение достигается тем, что на вторые входы блока 10 сравнения кодов информация снимается со старших разрядов регистра 7 по 2+1 включительно.Это число также индицируется блоком 4 индикации. На первые входы блока ХО сравнения кодов по очереди, устанавливаемой сигналами, поступающими с распределителя 15. импульсов, на первом выхо- .1 де которого присутствует сигнал после обнуления распределителя сигналом, поступающим с входа 18 через коммутатор 11, с выходов регистров 14 хране ния опорных значений температур поступают числа, соответствующие интегральным температурам, определяющим каждую фазу развития растений. При совпадении числа, подаваемого на блок 10 сравнения 25 ,с соответствующего регистра 14 хранения И числа, представляющего суммарную среднесуточную температуру, снимаемого со старших по 0+1 разрядов регистра 7, или, если последнее число превысит 30 опорное значение температуры, хранящейся в подключенном к блоку 10 сравнения кодов регистре 14, на.выходе блока 10 сравнения кодов возникает сигнал, который через элемент 16 задержки продвигает на один шаг распределитель 15 импульсов и одновременно появляется на выходе того в группе из К элементов И 12 на первый вход которого подается сигнал с одного из выходов распределителя 15 импульсов. Таким образом, сигнал, равный времени задержки.16 элемента, присутствует на выходе блока;10 сравнения кодов и на одном из выходов элементов И 12, Эти сигналы, означающие наступление очередной фазы раз 35 6вития растений, используютсм для управления регулятором полива. При атом,по мере необходимости, испольэуютгяпоследовательно поступающие сигналылибо с выхода блока 10 сравнения кодовлибо с выходов группы из К алементовИ 12. Развитие растений происходит вопределенном температурном диапазоне.оПри 1 1 1 раз увеличение суммы эффективных температур не ускоряет темпразвития растений. Такие .температурыназываются балластными и учету в сумме температур не подлежат, т.е, приО .ОраЗ гпах учитымется температурао1 рс п 1 сх. При понижении температурыниже т, щ, развитие растений такжеОпрекращается. Поэтому температураоС 1 не учитывается, а принимается равной нулю. Для обеспечения этихусловий учета эффективных температур впреобразователе 2 дискретных значенийтемператур в цифровые предусмотренынормально замкнутые ключи 23. Пустьтемпературный диапазон развития данногорастения составляет 5-40 С. Тогда всеотемпературы выше 40 С надо учитымтькак 40 С, а температуры ниже 5 С надоо оучитывать как 0 С. Первое условие буодет выполнено, если ключи 23, соответствующие температурам выше 40 С,будутразомкнуты. Второе условие будет выполнено, если контакты, соответствующие температурам 4 С - 1 оС, будутразомкнуты. Для развития других растенийможет потребомться иной температурныйдиапазон, который устанавливается инойкомбинацией замкнутых и разомкнутыхключей 23,Дискретные значения температур преобразуются вначале в унитарный код, а эа тем в двоичный. Порядок подсоединения выходов алементов И 19 к входам элементов ИЛИ 22 соответствующих разрядов и требуемое число входов элементов ИЛИ 22 приведены в таблице.100 89 М Продолжение таблицы О О О 0 0 0 1 1 0 0 8 9 0 О. 1 0 0 1 0 0 2 1 0 0 0 40 41 0 1 0 О. 0 О 1 4 0 0 1 Число входовэлементовИЛИ 22 поразрядам 6 22 22 2 Технический эффект от применения предлагаемого цифрового термометра состоит в том, что он позволяет без учаотия человека по сумма эффективных тем- а ператур определить наступление той или иной фазы развития растений, и подает сигнал на проведение мероприятий, требующихся для оптимального развития растений, например требование на поливрастений, установленной для данной фазыего развития носимой воды. Расчеты показывают, что годовой экономический эффект от использования предлагаемого.изобретения при возделывании хлопчатиЬка составляет 5060 руб. на один гектармелиорируемых земель.род, ул. Прое ИПИ Заказ 2124/64 филиал ППП "Пате 1006935 Фи 871 Подпис