RU2506548C1 - Digital meter of temperature variation speed - Google Patents

Digital meter of temperature variation speed Download PDF

Info

Publication number
RU2506548C1
RU2506548C1 RU2012124118/28A RU2012124118A RU2506548C1 RU 2506548 C1 RU2506548 C1 RU 2506548C1 RU 2012124118/28 A RU2012124118/28 A RU 2012124118/28A RU 2012124118 A RU2012124118 A RU 2012124118A RU 2506548 C1 RU2506548 C1 RU 2506548C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
input
output
temperature
subtraction unit
Prior art date
Application number
RU2012124118/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012124118A (en
Inventor
Александр Иванович Фесенко
Владимир Михайлович Строев
Павел Александрович Федюнин
Николай Павлович Поморцев
Original Assignee
Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2012124118/28A priority Critical patent/RU2506548C1/en
Publication of RU2012124118A publication Critical patent/RU2012124118A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506548C1 publication Critical patent/RU2506548C1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of temperature measurements and may be used to measure speed of temperature variation in automated systems for control of product heating and also wells and furnaces in metallurgical industry. A digital meter is proposed to measure speed of temperature variation, comprising serially connected thermal converter and a frequency pulse converter of temperature, a reversible counter of pulses, a generator of reference frequency, the first and also second divider of frequency and a digital indicator. The device additionally comprises serially connected unit of summation-distraction and a unit of frequency signals subtraction, and also a binary multiplier of frequency, a double-input logical circuit "OR". Transition from discrete processing of information to continuous one makes it possible to increase efficiency of differentiation operation performance.
EFFECT: increased efficiency of device operation.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для измерения скорости изменения температуры в автоматизированных системах управления нагревом изделий, а также колодцев и печей в металлургической промышленности.The invention relates to the field of temperature measurements, and in particular to devices for measuring the rate of change of temperature in automated control systems for heating products, as well as wells and furnaces in the metallurgical industry.

Известны измерители скорости изменения температуры, в которых происходит измерение разности двух непрерывных сигналов, снимаемых с термопары в различные моменты времени (А.С. СССР №378732, кл. G01K 7/02, 03.05.71, А.С. СССР №528459, кл. G01K 7/02, 03.01.75).Known meters of the rate of change of temperature, in which the difference between two continuous signals taken from a thermocouple at different points in time is measured (AS USSR No. 378732, class G01K 7/02, 03.05.71, AS USSR No. 528459, CL G01K 7/02, 01/03/75).

Недостатком этих устройств является низкая точность измерения.The disadvantage of these devices is the low accuracy of the measurement.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является цифровой измеритель скорости изменения температуры, содержащий термопреобразователь, подключенный к входу частотного преобразователя, генератор импульсов, соединенный с формирователем временных интервалов, два счетчика, один из которых соединен с цифровым индикатором, генератор одиночных импульсов, два делителя частоты, два коммутатора, дешифратор и блок выбора предела измерения, вход которого соединен с частотным преобразователем, а выход через генератор одиночных импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого через дешифратор соединен с управляющими входами коммутаторов, причем выход частотного преобразователя соединен с информационным входом первого коммутатора, выход которого через первый делитель соединен со счетным входом второго счетчика, соединенного с цифровым индикатором, а выходы формирователя временных интервалов через второй коммутатор и второй делитель соединены с управляющими входами второго счетчика (А.С. СССР №767563, кл. G01K 7/00, Бюл. №36 от 30.09.80).The closest in technical essence to the alleged invention is a digital temperature change rate meter, comprising a thermal converter connected to the input of the frequency converter, a pulse generator connected to a time interval shaper, two counters, one of which is connected to a digital indicator, a single pulse generator, two dividers frequency, two switches, a decoder and a unit for selecting the measurement limit, the input of which is connected to the frequency converter, and the output through the generator a single pulse torus is connected to the counting input of the first counter, the output of which through the decoder is connected to the control inputs of the switches, the output of the frequency converter connected to the information input of the first switch, the output of which through the first divider is connected to the counting input of the second counter connected to the digital indicator, and the outputs the shaper of time intervals through the second switch and the second divider are connected to the control inputs of the second counter (A.S. USSR No. 767563, class G01K 7/00, Bull. No. 36 dated 09/30/80).

Недостатком данного цифрового измерителя температуры, принятого за прототип, является низкое быстродействие работы.The disadvantage of this digital temperature meter, adopted as a prototype, is the low performance.

Это вызвано тем, что используется дискретный принцип работы измерителя, т.е. осуществляется интегрирование (счет импульсов) на одном временном интервале с последующим вычитанием интеграла на другом временном интервале.This is because the discrete principle of operation of the meter is used, i.e. integration (pulse counting) is carried out on one time interval with subsequent subtraction of the integral on another time interval.

Техническая сущность предполагаемого изобретения состоит в непрерывно-дискретном характере обработки информации, представленной в частотной форме.The technical essence of the alleged invention lies in the continuously-discrete nature of the processing of information presented in frequency form.

Технический результат достигается тем, что цифровой измеритель скорости изменения температуры, содержащий последовательно соединенные термопреобразователь и частотно-импульсный преобразователь температуры, реверсивный счетчик импульсов, генератор опорной частоты, первый, а также второй делитель частоты и цифровой индикатор дополнительно содержит последовательно соединенные блок сложения-вычитания и блок вычитания частотных сигналов, а также двоичный умножитель частоты, двух-входовая логическая схема "ИЛИ", при этом первый суммирующий вход блока сложения-вычитания соединен с выходом частотно-импульсного преобразователя температуры, второй вход - с выходом второго делителя частоты, а выход блока сложения-вычитания подключен к первому входу блока вычитания частотных сигналов и суммирующему входу реверсивного счетчика, первая и вторая группа входов двоичного умножителя частоты соединены с выходами реверсивного счетчика и первого делителя частоты соответственно, а выход - со входом второго делителя частоты, генератора опорной частоты соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и со вторым входом блока вычитания частотных сигналов блоком вычитания частотных сигналов, выходы которого соединены с двумя входами логической схемы "ИЛИ", подключенной выходом к входу цифрового индикатора.The technical result is achieved in that a digital temperature change rate meter comprising a thermoconverter and a frequency-pulse temperature converter, a reversible pulse counter, a reference frequency generator, the first as well as the second frequency divider and a digital indicator further comprises a series addition-subtraction unit and unit for subtracting frequency signals, as well as a binary frequency multiplier, two-input logic circuit "OR", while the first summarize the input input of the addition-subtraction unit is connected to the output of the frequency-pulse temperature converter, the second input is connected to the output of the second frequency divider, and the output of the addition-subtraction unit is connected to the first input of the frequency signal subtraction unit and the summing input of the reversible counter, the first and second group of binary inputs the frequency multiplier is connected to the outputs of the reversible counter and the first frequency divider, respectively, and the output is connected to the input of the second frequency divider, the reference frequency generator is connected to the subtracting input a reverse counter and with a second input of the frequency signal subtraction unit, the frequency signal subtraction unit, the outputs of which are connected to two inputs of the OR circuit connected to the output of the digital indicator input.

Схема цифрового измерителя скорости изменения температуры представлена на фигуре 1 и содержит термопреобразователь 1, соединенный через последовательно включенный частотно-импульсный преобразователь 2 с первым входом сумматора блока 3 сложения-вычитания, выход которого соединен с первым входом блока вычитания частотных сигналов 4 и с суммирующим входом реверсивного счетчика 5. Реверсивный счетчик 5 соединен выходами с первой группой входов двоичного умножителя 6. С выхода опорного генератора 7 сигнал опорной частоты F0 поступает на вход первого делителя 8 частоты и одновременно на второй вход блока вычитания частотных сигналов 4 и вычитающий вход реверсивного счетчика 5. Выходы первого делителя 8 частоты подключены ко второй группе входов двоичного умножителя 6, выход которого через второй делитель 9 частоты соединен со вторым входом узла вычитания блока сложения-вычитания 3, первый вход узла вычитания которого связан с выходом сумматора блока 3, а выход узла вычитания соединен со вторым входом сумматора блока сложения-вычитания 3. Выходы блока вычитания 4 (выходы положительного и отрицательного изменения скорости температуры) соединены с логической схемой 10 «ИЛИ», подключенной к входу цифрового индикатора 11, который является выходом устройства. Назначение функциональных элементов схемы следует из их названия.The digital temperature meter of the temperature change is shown in figure 1 and contains a thermal converter 1 connected through a series-connected pulse-frequency converter 2 to the first input of the adder of the addition-subtraction unit 3, the output of which is connected to the first input of the subtraction unit of the frequency signals 4 and to the summing input of the reversible counter 5. A reversible counter 5 is connected by outputs to the first group of inputs of the binary multiplier 6. From the output of the reference generator 7, the signal of the reference frequency F 0 is input the first frequency divider 8 and simultaneously to the second input of the frequency subtraction unit 4 and the subtracting input of the reverse counter 5. The outputs of the first frequency divider 8 are connected to the second group of inputs of the binary multiplier 6, the output of which through the second frequency divider 9 is connected to the second input of the subtraction unit of the addition unit subtraction 3, the first input of the subtraction node of which is connected to the output of the adder of block 3, and the output of the subtraction node is connected to the second input of the adder of the addition-subtraction block 3. The outputs of the subtraction block 4 (positive outputs Foot and the negative rate of change of temperature) are connected to the logic circuit 10, "OR", connected to the input of the digital indicator 11, which is an output device. The purpose of the functional elements of the circuit follows from their name.

Цифровой измеритель скорости изменения температуры работает следующим образом.A digital meter of the rate of change of temperature works as follows.

Сигнал с термопреобразователя 1 преобразуется частотно-импульсным преобразователем температуры 2 в поток прямоугольных импульсов, частота следования которых FT(t) пропорциональна измеряемой температуре T(t).The signal from the thermal converter 1 is converted by a frequency-pulse temperature converter 2 into a stream of rectangular pulses, the repetition rate of which F T (t) is proportional to the measured temperature T (t).

В исходном состоянии реверсивный счетчик 5 обнулен. Частота FT(t) поступает на первый вход сумматорам блока 3 сложения-вычитания, содержащего узлы сложения и вычитания частот. Частота F2(t) на выходе блока 3 определяется по формуле с:In the initial state, the reverse counter 5 is reset. The frequency F T (t) is fed to the first input to the adders of the addition-subtraction unit 3, which contains the addition and subtraction units of frequencies. The frequency F 2 (t) at the output of block 3 is determined by the formula with:

Figure 00000001
Figure 00000001

где F1(p) - выходная частота второго делителя 9;where F 1 (p) is the output frequency of the second divider 9;

p - оператор преобразования Лапласа;p is the Laplace transform operator;

Figure 00000002
Figure 00000002

где N(p) - код в реверсивном счетчике 5;where N (p) is the code in the reverse counter 5;

Nm - коэффициент пересчета реверсивного счетчика 5;N m - conversion factor of the reverse counter 5;

K - емкость второго делителя 9 частоты.K is the capacity of the second frequency divider 9.

Текущее значение кода в реверсивном счетчике 5 определяется соотношениемThe current value of the code in the reverse counter 5 is determined by the ratio

Figure 00000003
Figure 00000003

Следовательно, на основании (1), (2) и (3) можно записатьTherefore, based on (1), (2) and (3), we can write

FT(p)=F1(p),F T (p) = F 1 (p),

Figure 00000004
Figure 00000004

илиor

Figure 00000005
.
Figure 00000005
 .

Частота на выходах блока вычитания 4 формируется как разность частот F2 и F0, поэтому на выходах блока вычитания 4:The frequency at the outputs of the subtraction block 4 is formed as the difference of the frequencies F 2 and F 0 , therefore, at the outputs of the subtraction block 4:

Figure 00000006
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000007

т.е. прямопропорциональна производной по времени от частотно-импульсного сигнала FT(t)those. directly proportional to the time derivative of the pulse frequency signal F T (t)

Figure 00000008
Figure 00000008

Изменением емкости второго делителя 9 частоты можно регулировать в широких пределах чувствительность цифрового измерителя скорости изменения температуры. Знак разности в (4) регистрируется на выходах блока вычитания частотных сигналов 4 и характеризует положительное или отрицательное изменение скорости температуры.By varying the capacitance of the second frequency divider 9, the sensitivity of the digital temperature measuring speed meter can be widely controlled. The difference sign in (4) is recorded at the outputs of the subtraction unit of the frequency signals 4 and characterizes a positive or negative change in the temperature velocity.

Импульсы с частотой ΔF(t) через схему 10 "ИЛИ" поступают на цифровой индикатор 11 (например, частотомер), являющийся выходом устройства.Pulses with a frequency ΔF (t) through the OR circuit 10 are fed to a digital indicator 11 (for example, a frequency meter), which is the output of the device.

Таким образом, переход от дискретного характера обработки информации к непрерывной значительно повышает быстродействие выполнения операции дифференцирования. Применение в качестве цифрового индикатора частотомера позволяет непрерывно получать цифровые отсчеты, не делая пауз между отсчетами и последующего определения разности между этими отсчетами, как в прототипе, для определения производной [Карпов Р.Г. Техника частотно-импульсного моделирования. - М.: Машиностроение, 1969, 248 с.].Thus, the transition from the discrete nature of information processing to continuous significantly increases the speed of the differentiation operation. The use of a frequency meter as a digital indicator allows you to continuously obtain digital samples without pausing between samples and then determining the difference between these samples, as in the prototype, to determine the derivative [Karpov R.G. Frequency-pulse simulation technique. - M.: Mechanical Engineering, 1969, 248 p.].

Цифровой измеритель скорости изменения температуры может быть реализован на известной элементной базе.A digital temperature change rate meter can be implemented on a well-known element base.

Claims (1)

Цифровой измеритель скорости изменения температуры, содержащий последовательно соединенные термопреобразователь и частотно-импульсный преобразователь температуры, реверсивный счетчик импульсов, генератор опорной частоты, первый, а также второй делитель частоты и цифровой индикатор, отличающийся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные блок сложения-вычитания и блок вычитания частотных сигналов, а также двоичный умножитель частоты, двухвходовая логическая схема "ИЛИ", при этом первый суммирующий вход блока сложения-вычитания соединен с выходом частотно-импульсного преобразователя температуры, второй вход - с выходом второго делителя частоты, а выход блока сложения-вычитания подключен к первому входу блока вычитания частотных сигналов и суммирующему входу реверсивного счетчика, первая и вторая группа входов двоичного умножителя частоты соединены с выходами реверсивного счетчика и первого делителя частоты соответственно, а выход - со входом второго делителя частоты, генератор опорной частоты соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и со вторым входом блока вычитания частотных сигналов, блоком вычитания частотных сигналов, выходы которого соединены с двумя входами логической схемы "ИЛИ", подключенной выходом к входу цифрового индикатора. A digital temperature change rate meter comprising a thermocouple and a frequency-pulse temperature converter, a reversible pulse counter, a reference frequency generator, a first and second frequency divider and a digital indicator, characterized in that an addition-subtraction unit and a block are additionally introduced in series subtracting the frequency signals, as well as a binary frequency multiplier, two-input logic circuit OR, while the first summing input of the block is complicated I-subtraction is connected to the output of the frequency-pulse temperature converter, the second input is connected to the output of the second frequency divider, and the output of the addition-subtraction unit is connected to the first input of the frequency subtraction unit and the summing input of the reversible counter, the first and second group of inputs of the binary frequency multiplier are connected with the outputs of the reversible counter and the first frequency divider, respectively, and the output with the input of the second frequency divider, the reference frequency generator is connected to the subtracting input of the reversible counter and with the second input of the frequency signal subtraction unit, the frequency signal subtraction unit, the outputs of which are connected to two inputs of the OR circuit connected to the output of the digital indicator input.
RU2012124118/28A 2012-06-08 2012-06-08 Digital meter of temperature variation speed RU2506548C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124118/28A RU2506548C1 (en) 2012-06-08 2012-06-08 Digital meter of temperature variation speed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124118/28A RU2506548C1 (en) 2012-06-08 2012-06-08 Digital meter of temperature variation speed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012124118A RU2012124118A (en) 2013-12-20
RU2506548C1 true RU2506548C1 (en) 2014-02-10

Family

ID=49784477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124118/28A RU2506548C1 (en) 2012-06-08 2012-06-08 Digital meter of temperature variation speed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506548C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU767563A1 (en) * 1978-05-10 1980-09-30 Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им.М.Л.Арсеничева Digital temperature change rate meter
SU1229598A1 (en) * 1984-03-30 1986-05-07 Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Digital thermometer
SU1328688A1 (en) * 1985-03-28 1987-08-07 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола Meter of high stationary temperatures
SU1536218A1 (en) * 1987-06-09 1990-01-15 Научно-производственное объединение "ЭНЕРГИЯ" Device for measuring temperature
RU2039953C1 (en) * 1992-09-28 1995-07-20 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (Ленина) Digital thermometer
RU2260778C1 (en) * 2004-04-28 2005-09-20 Сафьянников Николай Михайлович Device for measuring average temperature
US7448797B2 (en) * 2006-01-20 2008-11-11 Infineon Technologies Ag Component arrangement and method for determining the temperature in a semiconductor component

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU767563A1 (en) * 1978-05-10 1980-09-30 Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им.М.Л.Арсеничева Digital temperature change rate meter
SU1229598A1 (en) * 1984-03-30 1986-05-07 Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Digital thermometer
SU1328688A1 (en) * 1985-03-28 1987-08-07 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола Meter of high stationary temperatures
SU1536218A1 (en) * 1987-06-09 1990-01-15 Научно-производственное объединение "ЭНЕРГИЯ" Device for measuring temperature
RU2039953C1 (en) * 1992-09-28 1995-07-20 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (Ленина) Digital thermometer
RU2260778C1 (en) * 2004-04-28 2005-09-20 Сафьянников Николай Михайлович Device for measuring average temperature
US7448797B2 (en) * 2006-01-20 2008-11-11 Infineon Technologies Ag Component arrangement and method for determining the temperature in a semiconductor component

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012124118A (en) 2013-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009265087A5 (en)
RU2010107742A (en) METHOD FOR RADIO UNIT LOCATION, RADIO UNIT LOCATION SYSTEM AND DATA PROCESSING NODE
US10495498B2 (en) Field device
US4494213A (en) Dedicated correlator
RU2506548C1 (en) Digital meter of temperature variation speed
Han et al. Measurement range expansion of continuous wave ultrasonic anemometer
CN101702617B (en) High-precision +/-180 DEG digital phase distinguishing method and applying device thereof
JP5701079B2 (en) Measuring apparatus and measuring method
RU2602674C1 (en) Device for calculating functions
RU2519860C2 (en) Digital thermometer
RU2461804C1 (en) Temperature converter
RU2551836C1 (en) Method for determining non-stationary heat flow
JP2019049504A (en) Speed detector
CN104569582B (en) A kind of method and FPGA circuitry for being used to realize that frequency measures
RU2016116022A (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE COURSE OF A NON-MANEUVERING AERODYNAMIC TARGET USING A FIXED SELECTION OF RANGE SPEED WORKS
RU2554295C1 (en) Temperature measuring device
RU2561998C2 (en) Digital temperature gage
RU2517783C1 (en) Digital frequency meter
CN106706046A (en) Aviation multi-medium flow calibrating method and calibrating system
US3576435A (en) Squared function integrator
RU2461856C1 (en) Measuring method of time interval between two aperiodic pulses of irregular shape
SU822037A1 (en) Correlation speed meter
RU42112U1 (en) RADAR SPEED METER
SU769553A1 (en) Device for measuring phase error of computing systems
RU2270454C2 (en) Circuit for measuring difference of group delay time (variants)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140609