RU2018795C1 - Digital integral thermometer - Google Patents
Digital integral thermometer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018795C1 RU2018795C1 SU4899888A RU2018795C1 RU 2018795 C1 RU2018795 C1 RU 2018795C1 SU 4899888 A SU4899888 A SU 4899888A RU 2018795 C1 RU2018795 C1 RU 2018795C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binary
- code
- inputs
- outputs
- bit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термометрии окружающей среды и может быть использовано в составе цифровых систем сбора метеорологической информации или систем управления технологическими процессами, характер протекания которых зависит от температуры воздуха. The invention relates to environmental thermometry and can be used as part of digital systems for collecting meteorological information or process control systems, the nature of the course of which depends on air temperature.
Известно устройство для измерения температуры, содержащее биметаллическую спираль, внутренним концом закрепленную на оси, с помощью растяжек установленной в обойме. На оси также закреплен диск с кодовой шкалой, над которой размещены бесконтактные датчики, выходные сигналы которых формируют параллельный код, содержащий информацию о температуре, вводимую в ЭВМ [1]. A known device for measuring temperature, containing a bimetallic spiral, the inner end mounted on an axis, using stretch marks mounted in a clip. A disk with a code scale is also fixed on the axis, above which contactless sensors are placed, the output signals of which form a parallel code containing temperature information entered into the computer [1].
Для визуального отсчета температуры в устройстве имеется шкала. For visual reference temperature in the device has a scale.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является цифровой интегральный термометр, содержащий последовательно соединенные датчик температуры с термочувствительным элементом в виде трех установленных соосно в параллельных плоскостях биметаллических спиралей, внутренние концы которых жестко закреплены на неподвижной оси, внутри которой размещена подвижная ось с закрепленным на ней диском с круговой кодовой шкалой, над которой установлены элементы считывания кода, а внешний конец каждой биметаллической спирали жестко соединен с одним из концов дополнительной оси, многоканальные усилитель-формирователь логических двоичных единиц и преобразователь код Грея - двоичный код, разрядные выходы которого соединены с первыми разрядными входами двоичного сумматора, подключенного своими разрядными выходами и разрядным входом первого запоминающего устройства, а вторыми разрядными входами - к разрядным выходам второго запоминающего устройства, разрядные входы которого соединены с разрядными выходами первого запоминающего устройства, выходы старших разрядов которого до (a+1)-го включительно, при разряде a=log2M, где М - число отсчетов температуры в сутки, соединены с входами преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный, подключенного своими выходами к входам индикатора, и таймер, выходы которого соединены с входами "Разрешение записи" запоминающих устройств, подключенных своими обнуляющими входами к обнуляющему входу цифрового интегрального термометра [2].The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a digital integral thermometer containing a temperature sensor in series with a thermosensitive element in the form of three bimetallic spirals coaxially mounted in parallel planes, the inner ends of which are rigidly fixed on a fixed axis, inside which there is a movable axis with a fixed on it is a disk with a circular code scale, above which there are elements for reading the code, and the outer end of each bimet the helical spiral is rigidly connected to one of the ends of the additional axis, the multichannel amplifier-driver of logical binary units and the Gray code converter are a binary code, the bit outputs of which are connected to the first bit inputs of the binary adder connected by its bit outputs and the bit input of the first storage device, and the second bit inputs - to the bit outputs of the second storage device, the bit inputs of which are connected to the bit outputs of the first storage device , Which yields significant bits to (a + 1) -th inclusive, discharge a = log 2 M, where M - the number of temperature readings at night are connected to the inputs of the binary code converter in the binary coded decimal, with their outputs connected to the inputs of the indicator, and a timer, the outputs of which are connected to the inputs "Recording permission" of the storage devices connected by their resetting inputs to the resetting input of the digital integral thermometer [2].
В известном устройстве усилие от биметаллических спиралей Архимеда передается на диск с круговой кодовой шкалой с помощью дополнительных осей, первые концы которых укреплены шарнирно на диске с круговой кодовой шкалой, а к вторым концам осей прикреплены внешние концы биметаллических спиралей, Увеличение или уменьшение длины биметаллических спиралей приводит к повороту кодовой шкалы в ту или другую сторону, тем самым на разрядных выходах датчика температуры будет присутствовать информация об измеряемой температуре. In the known device, the force from the bimetallic spirals of Archimedes is transmitted to the disk with a circular code scale using additional axes, the first ends of which are pivotally mounted on the disk with a circular code scale, and the outer ends of the bimetallic spirals are attached to the second ends of the axes. Increasing or decreasing the length of the bimetallic spirals to turn the code scale in one direction or another, thereby information on the measured temperature will be present at the discharge outputs of the temperature sensor.
Шарнирное крепление дополнительных осей на диске с круговой кодовой шкалой предъявляет повышенные требования как к прочности на изгиб самого кодового диска, так и к прочности на изгиб указанных осей. Качество шарнирного крепления осей к кодовому диску также должно быть высоким, в противном случае будет наблюдаться люфт указанных осей, что приведет к снижению точности измерений. The hinged mounting of additional axes on a disk with a circular code scale places high demands on both the flexural strength of the code disk itself and the flexural strength of these axes. The quality of the hinged attachment of the axes to the code disc must also be high, otherwise there will be a backlash of the indicated axes, which will lead to a decrease in measurement accuracy.
Цель изобретения - повышение точности измерения температуры. The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature measurement.
Цель достигается тем, что в известном устройстве дополнительные оси, выполненные идентичными, вторыми своими концами жестко закреплены на подвижной оси под углом 90о к ней, причем проекции точек крепления этих концов на диске с круговой кодовой шкалой расположены на одной окружности, на одинаковом расстоянии друг от друга.The goal is achieved by the fact that in the known device additional axes made identical, their second ends are rigidly fixed to the movable axis at an angle of 90 about it, and the projection of the attachment points of these ends on the disk with a circular code scale are located on the same circle, at the same distance from each other from friend.
На фи г.1 представлена блок-схема цифрового интегрального термометра; на фиг. 2 - схема датчика температуры; на фиг.3-5 - разрезы А-А, Б-Б, В-В, указанные на фиг.2. On fi g.1 presents a block diagram of a digital integrated thermometer; in FIG. 2 is a diagram of a temperature sensor; figure 3-5 - sections aa, bb, bb, indicated in figure 2.
Цифровой интегральный термометр содержит датчик 1 температуры (фиг.1), каждый разрядный выход которого соединен со своим усилителем-формирователем 2 логических двоичных единиц, выходы которых подключены к преобразователю 3 код Грея - двоичный код. Разрядные выходы преобразователя 3 код Грея - двоичный код соединены с первыми разрядными входами двоичного сумматора 4. Разрядные выходы двоичного сумматора 4 соединены с разрядными входами первого запоминающего устройства 5. Разрядные выходы первого запоминающего устройства 5 соединены с разрядными входами второго запоминающего устройства 6. Разрядные выходы второго запоминающего устройства 6 соединены с вторыми разрядными входами двоичного сумматора 4. Первый выход таймера 7 соединен с входом "Разрешение записи" первого запоминающего устройства 5. Второй выход таймера 7 соединен с входом "Разрешение записи" второго запоминающего устройства 6. Обнуляющие входы первого запоминающего устройства 5 и второго запоминающего устройства 6 соединены с обнуляющим входом 10 цифрового интегрального термометра. Кроме того, разрядные выходы старших разрядов до (а+1)-го включительно первого запоминающего устройства 5 соединены с входами преобразователя 8 двоичного кода в двоично-десятичный. Причем значение а является целым числом и определяется как
a = log2M. где М - число отсчетов температуры в сутки, также является целым числом, выбирается кратным "2".The digital integral thermometer contains a temperature sensor 1 (Fig. 1), each bit output of which is connected to its amplifier-former 2 logical binary units, the outputs of which are connected to the
a = log 2 M. where M is the number of temperature readings per day, is also an integer, is selected as a multiple of "2".
Выходы преобразователя 8 двоичного кода в двоично-десятичный соединены с входами блока 9 индикации. The outputs of the
Датчик 1 температуры выполнен в виде трех идентичных биметаллических спиралей 11 Архимеда (фиг.2), расположенных друг над другом горизонтально в параллельных плоскостях с зазорами между собой по высоте. Внутренние концы спиралей 11 жестко соединены с полой неподвижной вертикальной осью 12, составленной из двух частей: верхней и нижней, при этом указанные концы расположены равномерно по окружности оси 12, то есть разнесены в пространстве на угол 120о. Внутри неподвижной оси 12 располагается укрепленная на кернах подвижная ось 13. На подвижной оси 13, имеющей свободу вращения в горизонтальной плоскости, укреплен и жестко связан с ней диск 14 с круговой кодовой шкалой. К подвижной оси 13 под углом 90о жестко присоединены три идентичные дополнительные оси 15, к внешним концам которых присоединены внешние концы биметаллических спиралей 11. Элементы 16 считывания кода расположены над кодовыми дорожками круговой шкалы. Выходы элементов 16 считывания кода соединены с входами соответствующих усилителей-формирователей 2, выходы которых соединены с входами преобразователя 3 код Грея - двоичный код. Разрядные выходы преобразователя 3 соединены с первыми разрядными входами двоичного сумматора 4. Все элементы конструкции датчика 1 температуры размещены в корпусе 17.The
Предложенный цифровой интегральный термометр работает следующим образом. The proposed digital integral thermometer works as follows.
Информационные сигналы с датчика 1 температуры поступают на входы соответствующих усилителей-формирователей 2 логических двоичных единиц, на выходах которых формируются сигналы из стандартных логических двоичных единиц и нулей, образующих собой кодовую комбинацию измеряемой в данный момент температуры. Для уменьшения ошибки при считывании кода температуры в датчике 1 применен код Грея. На разрядных выходах преобразователя 3 после преобразования кода Грея в обычный двоичный код формируется цифровой сигнал в двоичном коде. Сформированная таким образом кодовая комбинация двоичных единиц и нулей подается на первые разрядные входы двоичного сумматора 4, на вторые разрядные входы которого поступает информация (кодовая комбинация), характеризующая результат предыдущего суммирования, которая хранится во втором запоминающем устройстве (ЗУ) 6. На разрядных выходах двоичного сумматора 4 формируется выходной сигнал, равный сумме двух цифровых сигналов: одного - с разрядных выходов преобразователя 3 код Грея - двоичный код и второго - с разрядных выходов второго ЗУ 6. Описанный суммарный цифровой сигнал (кодовая комбинация) поступает с разрядных выходов двоичного сумматора 4 на разрядные входы первого ЗУ 5. После поступления разрешающего сигнала, который вырабатывается таймером 7 на вход "Разрешение записи" первого ЗУ 5 с первого выхода таймера 7, происходит запись кодовой комбинации суммарного цифрового сигнала в первом ЗУ 5. После этого кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала будет присутствовать на разрядных выходах первого ЗУ 5, которые соединены с соответствующими разрядными входами второго ЗУ 6. Кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала будет присутствовать на разрядных входах второго ЗУ 6. В это время на разрядных выходах ЗУ 6 по-прежнему будет находиться кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала предыдущего суммиpования, а на его разрядных входах - кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала, полученного при текущем суммировании в процессе текущего измерения температуры. После поступления разрешающего сигнала с второго выхода таймера 7 на вход "Разрешение записи" второго ЗУ 6 происходит запись кодовой комбинации суммарного цифрового сигнала текущего измерения в этом ЗУ. После записи указанная кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала текущего измерения температуры присутствует на разрядных выходах ЗУ 6. Так как разрядные выходы этого ЗУ соединены с вторыми разрядными входами двоичного сумматора 4, то кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала текущего измерения температуры будет присутствовать на указанных входах двоичного сумматора 4. Разрядные выходы старших разрядов до (а+1)-го включительно первого ЗУ 5 заведены на разрядные входы преобразователя 8 двоичного кода в двоично-десятичный, разрядные выходы которого сведены на блок 9 индикации, в котором происходит отображение результатов измерения. Сброс результатов измерения осуществляется подачей на обнуляющий вход 10 цифрового интегрального термометра обнуляющего сигнала. С обнуляющим входом 10 соединены обнуляющие входы ЗУ 5 и 6. Information signals from the
Выше был рассмотрен полный цикл работы цифрового интегрального термометра за одно измерение температуры и накопление суммы результатов измерения температуры. В дальнейшем весь процесс измерения повторяется снова. После окончания этого цикла измерения на первые разрядные входы двоичного сумматора 4 с датчика 1 температуры после усилителей-формирователей 2 логических двоичных единиц и преобразователя 3 код Грея - двоичный код поступает новая кодовая комбинация цифровых сигналов, соответствующая новому значению измеряемой температуры. На вторых входах двоичного сумматора 4 присутствует кодовая комбинация суммарного цифрового сигнала текущего измерения температуры. На разрядных выходах двоичного сумматора 4 будет присутствовать сумма новой кодовой комбинации и кодовой комбинации суммарного цифрового сигнала текущего измерения температуры. Эта новая сумма присутствует на разрядных входах ЗУ 5. Above, the full cycle of the digital integrated thermometer was considered in one temperature measurement and the accumulation of the sum of the temperature measurement results. Subsequently, the entire measurement process is repeated again. After the end of this measurement cycle, the first bit inputs of the
Перед началом работы после подачи напряжения питания на цифровой интегральный термометр с выходов датчика 1 температуры на первые разрядные входы двоичного сумматора 4 будет поступать двоичное число, соответствующее измеряемой температуре в данный момент времени. Пусть это число равно 011 001 (25оС). Так как на вторые разрядные входы двоичного сумматора 4 в это же время с разрядных выходов второго ЗУ 6 поступает число, равное нулю 0 000 000 000 000 000, то на выходе двоичного сумматора будет присутствовать число 0 000 000 000 011 001. Таймер 7 периодически М = 2а раз в сутки посылает разрешающий сигнал вначале на вход "Разрешение записи" первого ЗУ 5, а затем на вход "Разрешение записи" второго ЗУ 6. Поэтому число:
0 000 000 000 011 001 вначале будет записано в первое ЗУ 5. а затем перезаписано во второе ЗУ 6. Пусть по прошествии времени, равного периоду повторения импульсов таймером 7, на выходе датчика 1 температуры установится новое значение температуры 011 100 (28оС), тогда на выходе двоичного сумматора 4 будет число
, означающее десятичное число "53", которое сначала будет записано в первое ЗУ 5, а затем во второе ЗУ 6. В течение суток операция суммирования буде осуществлена М = 2а раз, где а - целое число. Пусть 2а= 16, то есть суммирование температур осуществляется через 1,5 ч. Для получения среднесуточной температуры достаточно число, составляющее из суммы 2а членов, разделить на 2а, то есть среднесуточная температура
T
Для усреднения двоичного числа после 2а сложений достаточно поставить запятую в делимом, отсчитав а разрядов слева, В цифровом интегральном термометре это усреднение достигается тем, что информация снимается с разрядных выходов старших разрядов по (а+1)-й включительно первого ЗУ 5. На разрядных выходах старших разрядов до (а+1)-го включительно первого ЗУ 5 всегда будет находиться кодовая комбинация, характеризующая измеряемую величину - интегральную температуру.Before starting work, after supplying voltage to the digital integrated thermometer, the binary number corresponding to the measured temperature at a given time will be received from the outputs of the
0 000 000 000 011 001 will be first written to the
Meaning decimal number "53", which will first be written into the
T
To average the binary number after 2 a additions, it is enough to put a comma in the dividend by counting a of the digits on the left. In a digital integral thermometer, this averaging is achieved by the fact that information is removed from the bit outputs of the higher digits by the (a + 1) th inclusive of the
Три биметаллические спирали 11 датчика температуры под действием температуры изменяют свои геометрические размеры (удлиняются при повышении температуры и укорачиваются при уменьшении температуры). Изменение длины биметаллических спиралей 11 вызывает перемещение в пространстве вокруг подвижной оси 13 внешних концов дополнительных осей 15, что приводит во вращение подвижную ось 13 и, следовательно, диск 14. В элементах 16 считывания кода формируются дискретные сигналы двоичных единиц и нулей. Three
Применение в датчике 1 температуры данного цифрового интегрального термометра в качестве усилиепередающего элемента штоков 15 позволяет снизить требования к прочности на изгиб диска с круговой кодовой шкалой и, следовательно, уменьшить момент сопротивления измерительного механизма; устранить люфт дополнительных осей, имеющих шарнирное соединение с диском с круговой кодовой шкалой и используемых в устройстве, взятом за прототип, в качестве усилиепередающих элементов. Все это приводит к уменьшению инструментальных погрешностей при измерении температуры заявляемым цифровым интегральным термометром а, следовательно, к повышению точности измерения температуры. The use in the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4899888 RU2018795C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Digital integral thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4899888 RU2018795C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Digital integral thermometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018795C1 true RU2018795C1 (en) | 1994-08-30 |
Family
ID=21554068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4899888 RU2018795C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Digital integral thermometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018795C1 (en) |
-
1991
- 1991-01-08 RU SU4899888 patent/RU2018795C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 266269, кл. G 01K 5/62, 1969. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1758449, кл. G 01K 5/62, 1990. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4031365A (en) | Temperature monitoring and display system | |
US5216599A (en) | Method of processing data for determining the time of ovulation in an animal | |
EP0031716B2 (en) | Measuring instrument provided with analog and digital display | |
US3780440A (en) | Measuring instrument | |
JPH01272915A (en) | Infinite encoder | |
US4412745A (en) | Apparatus for measuring length or angle | |
US3253260A (en) | Digital data system and apparatus | |
RU2018795C1 (en) | Digital integral thermometer | |
RU2027156C1 (en) | Digital integral thermometer | |
GB2050660A (en) | Flowmeters | |
Lygouras et al. | Adaptive high-performance velocity evaluation based on a high-resolution time-to-digital converter | |
EP0015788B1 (en) | Apparatus and method for periodically generating a display of a measurement with an improved stability | |
SU1758449A1 (en) | Digital integrated thermometer | |
RU2018797C1 (en) | Digital thermometer | |
Weinberg | Using the adxl202 duty cycle output | |
AU676787B2 (en) | Multidigit counting wheel mechanism for a volume-measuring instrument or for an electricity meter | |
SU1758448A1 (en) | Digital thermometer | |
RU2018796C1 (en) | Digital thermometer | |
SU1084624A1 (en) | Digital temperature meter | |
US5598176A (en) | Time period adjustable bar graph display | |
SU1037086A2 (en) | Temperature taking device | |
SU1247681A1 (en) | Digital thermometer | |
RU1786441C (en) | Device for determining rotation direction and angle of rotating objects | |
SU943536A1 (en) | Weight measuring device | |
ES8207346A1 (en) | Digital adaptation and setting device to be connected between a volume meter and a digital indication device. |