Pierwszenstwo: 23.05.1972 (P. 155533) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 25.11.1975 82717 KI. 42ir7/01 MKP* G01k 7/20 Twórcywynalazku: Henryk Luckos, Jan Ligaszewski Uprawniony z patentu tymczasowego: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Pomiarów i Automatyki Elektronicznej, Wroclaw (Polska) Sposób korekcji nieliniowosci charakterystyk rezystorów termometrycznych wspólpracujacych z przetwornikiem analogowo-cyfrowym i licznikiem impulsów oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób korekcji nieliniowosci charakterystyk rezystorów termometrycznych wspólpracujacych z przetwornikiem analogowo-cyfrowym i licznikiem impulsów oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu, przeznaczone szczególnie do stosowania w odniesieniu do platynowych rezystorów termometrycz¬ nych stosowanych w cyfrowych miernikach temperatury.Znane sa sposoby korekcji nieliniowosci charakterystyk rezystorów termometrycznych oparte na podziale zakresu temperaturowego korekcji na kilka przedzialów, w których to sposobach charakterystyke liniowa przetwornika analogowo-cyfrowego ustala sie na wielkosc równa nachyleniu charakterystyki rezystancji rezystora w funkcji temperatury, przy zalozeniu zerowego bledu na poczatku i koncu zakresu, a nastepnie w przedzialach pierwszej polowy zakresu obejmuje sie okreslone ilosci impulsów, zas w przedzialach drugiej polowy temperatu¬ rowego zakresu dodaje sie okreslona ilosc impulsów.V\laóa znanego sposobu \est zasadnicze skomplikowanie elektronicznych ukladów realizu\ac/ch znane sposoby, polegajace na koniecznosci stosowania ukladów przelaczajacych i ukladów opózniajacych. Dalsza wada znanych sposobów jest ograniczenie ich stosowania do przypadków wspólpracy z przetwornikami analogowo- cyfrowymi,w których sygnal wyjsciowy stanowi nieprzerwany ciag impulsów w czasie pomiaru.Celem wynalazku jest umozliwienie korekcji nieliniowosci charakterystyk rezystorów termometrycznych przy pomocy prostych ukladów elektronicznych, w warunkach wspólpracy tych rezystorów z przetwornikami analogowo cyfrowymi o monotonicznych lub niemonotonicznych ciagach sygnalów wyjsciowych.Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu realizujacego postawiony cel oraz ukladu do realizacji tego sposobu. Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie sposobu, w którym nachylenie liniowej charakterystyki przetwornika analogowo-cyfrowego, okreslonej jako ^c, gdzie Au oznacza przyrost napiecia na wejsciu przetwornika, a A Tc odpowiadajacy mu przyrost ilosci impulsów na wyjsciu przetwornika, ustala sie na wielkosc2 82 717 równa nachyleniu charakterystyki rezystancji termometrycznego rezystora w funkcji temperatury, w punkcie koncowym zakresu temperaturowego pracy, przy czym wewnatrz kazdego z „n" przedzialów korekcji, z ciagu impulsów odpowiadajacych temperaturze termometrycznego rezystora odejmuje sie z kazdej ilosci „b" impulsów tego ciagu okreslona ilosc „a" impulsów, gdzie £ jest ulamkierri prostym stosunku Ln, w którym licznik „Ln" K n stanowi róznice miedzy wielkosciami bledów na koncu i poczatku danego „n" —tego przedzialu korekcji, zas mianownik „Kn" stanowi róznice miedzy wartosciami sygnalu wraz z bledem na koncu i poczatku tego samego przedzialu, a ponadto wewnatrz kazdego z przedzialów korekcji, w obszarze czesci danego przedzialu odejmuje sie dodatkowo „c" impulsów z kazdej ilosci „d" impulsów, gdzie £ stanowi ulamek prosty ilorazu, w którym licznik jest róznica miedzy maksymalna wartoscia bledu wewnatrz 'danego przedzialu, puzciTaJa po uprzednie! podstawowej korekcji a dopuszczalna niedokladnoscia pomiaru, natomiast mianownik jest róznica miedzy wartosciami sygnalów w punkcie granicznym czesci przedzialu, w której zachodzi dodatkowa korekcja i na poczatku danego przedzialu.Rozwiazanie wedlug wynalazku umozliwia przeprowadzenie korekcji nieliniowosci charakterystyki termo¬ metrycznego rezystora w sposób latwy, przy spelnieniu wysokich wymagan co do wielkosci dopuszczalnej niedokladnosci, przy zastosowaniu prostych ukladów elektronicznych, eliminujac koniecznosc stosowania w tych ukladach bloków przelaczajacych i opózniajacych, a ponadto umozliwia stosowanie przetworników analogowo-cyfrowyeh, w których sygnal wyjsciowy jest montpnicznym lub niemonotonicznym ciagiem impul¬ sów. Wynalazek zostanie blizej objasniony w przykladzie wykonania za pomoca rysunku, na którym przedstawio¬ no schemat elektryczny ukladu do stosowania sposobu wedlug wynalazku, w przypadku podzialu zakresu temperaturowego na trzy przedzialy korekcji.W sposobie wedlug wynalazku, po ustaleniu wymaganej ilosci ,,n" przedzialów korekcji, na które dzieli sie pelny zakres temperaturowy pracy termometrycznego rezystora, ustala sie nachylenie liniowej charakterystyki przetwornika analogowo-cyfrowego, wspólpracujacego ze wspomnianym rezystorem. Nachylenie liniowej cha¬ rakterystyki przetwornika, okreslone jako *j gdzie Au oznacza przyrost napiecia na wejsciu przetwornika, a ATc odpowiadajacy mu przyrost ilosci impulsów, na wyjsciu przetwornika, ustala sie na wielkosc równa nachyleniu charakterystyki rezystancji termometrycznego rezystora w funkcji temperatury, w punkcie koncowym zakresu temperaturowego. Nastepnie wewnatrz kazdego z przedzialów korekcji, z ciagu impulsów odpowiadajacych temperaturze termometrycznego rezystora, odejmuje sie z kazdej ilosci „b" impulsów tego ciagu okreslona ilosc „a" impulsów. Ilosci „a" i „b" sa okreslone w ten sposób, ze stosunek liczb „a" i „b" stanowi ulamek prosty ilorazu ^n, którego licznik Ln jest róznica miedzy wielkosciami bledów na koncu i poczatku danego przedzialu Ml korekcji, zas mianownik Kn jest róznica miedzy wartosciami sygnalu wraz z bledem na koncu i poczatku danego, rozpatrywanego przedzialu korekcji. Niezaleznie od tak przeprowadzonej korekcji podstawowej dodatkowo, wewnatrz kazdego z przedzialów korekcji w czesci danego przedzialu odejmuje sie jeszcze dodatkowo „c" impulsów z kazdej ilosci „d" impulsów gdzie £ stanowi ulamek prosty ilorazu którego licznik jest róznica miedzy maksymalna wartoscia bledu wewnatrz danego przedzialu i dopuszczalna niedokladnoscia pomiaru. Mianownik omawianego ilorazu stanowi róznica miedzy wartosciami sygnalów w punkcie granicznym czesci przedzialu, w której zachodzi dodatkowa korekcja i na poczatku danego przedzialu. W ten sposób jest realizowana dodatkowa korekcja.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku jest utworzone z korygujacego ukladu 1, detektora 2 przedzialów iinearyzacji, kombinacyjnego ukladu 3 i pomocniczego licznika 4. Wejscie 5 urzadzenia, stanowiace zarazem wejscie korygujacego ukladu 1 jest polaczone z wyjsciem wspólpracujacego przetwornika analogowo- cyfrowego. Sterujacy uklad 1 jest utworzony z czterech zanegowanych logicznych iloczynów 6, 7, 8 i 9 oraz jednego przerzutnika 10. Wejscie 5 jest polaczone z jednym z wejsc pierwszego zanegowanego logicznego iloczynu 6 oraz z jednym z wejsc drugiego iloczynu 7. Drugie wejscie pierwszego iloczynu 6 jest polaczone z zanegowanym wyjsciem Q przerzutnika 10. Drugie wejscie drugiego iloczynu 7 jest polaczone z wyjsciem Q przerzutnika 10. Wyjscie drugiego iloczynu 7 jest polaczone z jednym z wejsc trzeciego zanegowanego iloczynu 8, którego wyjscie jest polaczone z wyjsciem T przerzutnika 10. Drugie wejscie trzeciego iloczynu 8 jest polaczone z wyjsciem czwartego zanegowanego iloczynu 9, którego jedno z wejsc jest bezposrednio polaczone z wyjsciem sterujacym korekcja kombinacyjnego ukladu 3, zas na drugie wejscie jest podawany sygnal blokady.Sterujace wyjscia 11 i 12 kombinacyjnego ukladu 3 sa bezposrednio polaczone z pomocniczym licznikiem 4.Detektor 2 przedzialów Iinearyzacji jest utworzony z iloczynów logicznych 13, 14, 15 i 16 oraz przerzutników 17,18,19,20, których ilosc zalezna jest od ilosci wymaganych przedzialów Iinearyzacji. 582 717 / 3 Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku przebiega nastepujaco. Na poczatku cyklu pomiarowego przerzut- niki 10, 17, 18 i 19 oraz pomocniczy licznik 4 poprzez bramki 21 i 22 zostaja wyzerowane. Przerzutnik 10 zanegowanym wyjsciem Q otwiera pierwszy iloczyn 6 i impulsy wyjsciowe przetwornika analogowo-cyfrowego z wejscia 5 przechodza do glównego licznika, jednoczesnie pomocniczy licznik 4 zlicza impulsy wejsciowe korygujacego ukladu 1 do momentu osiagniecia stanu równego „b" impulsów, po czym samoczynnie zeruje sie iaodaje impuls sterujacy korekcja na jedno z wejsc czwartego iloczynu 9. Impuls ten powoduje poprzez trzeci iloczyn b zmiane iwiiu przerzutnika 10 w ten sposób, ze pierwszy iiloczyn 6 zostaje zablokowany, a drugi iloczyn 7 zostaje otwarty. Nastepny impuls wejsciowy korygujacego ukladu 1 z wejscia 5 nie przechodzi do licznika glównego, lecz przez drugi i trzeci iloczyn 7 i 8 jest podawany na taktujace wejscie T przerzutnika 10, zmieniajac ponownie jego stan w pozycje poczatkowa. Analogicznie przebiega dzialanie korygujace dla wszys¬ tkich przedzialów korekcji, z tym ze wartosci „b„ rózne dla róznych przedzialów korekcji sa zmieniane kolejno przez przerzutniki 18,19 i 20 w zaleznosci od stanu, glównego licznika 23. Dodatkowa korekcja, realizowana dla czesci przedzialu korekcji, jest sterowana przez przerzutnik 17, wlaczany przez bramke 24, a wylaczany przez bramke 13. Przerzutnik 17 steruje logicznym iloczynem 25, który powoduje odjecie wyznaczonej liczby impulsów korekcji dodatkowej. PL PL