SU1111037A1 - Цифровой измеритель температуры - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ , содержащий термопреобразователь сопротивлени , схему сравнени , входы которой соединены с выходами генераторов эталонных, измерительных и счетных импульсов, а выход подключен к счетчику импульсов с цифровьм индикатором и счетному входу реверсивного счетчика, управл ющие входы которого соединены с выходами врем задающего делител  и триггера, а выход подключен к входу схемы в ы влени  большего числа, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадени , второй и третий входы которой соединены с выходом триггера импульсов уставки, а выход подключен к исполнительному блоку, генератор запускающих импульсов, соединенный с управл ющими входами генераторов измерительных и эталонных импульсов, триггера и установочным входом генератора импульсов уставки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены коммутатор и цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключён к выходу реверсивного счетчика, а выход подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выводами те1 1опреобразовател  сопротивлени , третий вход соединен с врем задающей цепью генератора измерительных импульсов , а управл ющий вход соединен с вторым выходом схемы вы влени  большего числа.

Description

СО

Изобретение относитс  к области температурных измерений и может быть использовано при измерении температур быстропротекающих процессов. Известно устройство дл  измерени  температуры, содержащее термопреобразователь , включенный во врем задаю щую цепь генератора измерительных импульсов, выход которого подключен к входу схемы сравнени  импульсов, а к ее двум другим входам подключены выходы генератора счетных импульсов и генератора зталонных импульсов, причем выход схемы сравнени  импульсов подсоединен к счетчику с цифровым индикатором, генератор запускающих импульсов и генератор импульсов уставки 1. Недостатком данного устройства  в л етс  низкое быстродействие. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразбватель сопротивлени , схему сравнени , входы которой соединены с выходами генераторов эталонных, измерительных и счетных импульсов, а выход подключен к счетчику импульсов с цифровым индикатором и счетному входу реверсивного счетчика, управл ющие входы .которого соединены с выходами врем задающего делител  и триггера, а выход подклю чен к входу схемы вы влени  большего числа, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадени , второй и третий входы которой соединены с выходом триггера и генератора импульсов уставки, а выход подключен к исполнительному блоку, генератор запускающих импульсов, соединенный с управл ющими входами генераторов измерительных и эталонных импульсов, триггера и установочным входом генератора импульсов уставки 2 , Недостатком этого устройства такж  вл етс  низкоебыстродействие из-за инерционности термопреобразовател . Цель изобретени  - повьщ1ение быст родействи . Поставленна  цель достигаетс  тем что в цифровой измеритель температуры , содержащий термопреобразователь сопротивлени , схему сравнени , входы которой соединены с выходами генераторов эталонных измерительных и счетных импульсов, а выход подключен к счетчику импульсов с цифровьм индикатором и счетному входу реверсив7 . 2 . ного счетчика, управл ющие входы которого соединены с выходами врем задающего делител  и триггера, а выход подключен к входу схемы вы влеНИН большего числа, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадени , «второй и третий входы которой соединены с выходом триггера и генератора импульсов уставки, выход подключен к исполнительному блоку, генератор запускающих импульсов , соединенньй с управл ющими входами генераторов измерительных и эталонных импульсов, триггера и ус|тановочным входом генератора импульсов установки, введены коммутатор и Ц1 о-аналоговый преобразователь, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, а выход Содключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выводами термопреобразовател  сопротивлени  третий вход соединен с врем задающей цепью генератора измерительных кмпупъсов, а управл ющий вход соединен с вторым выходом схемы вы влени  большего числа. На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового измерител  температуры; на фиг. 2 - зависимости выходного сигнала реверсивного счетчика от температуры . Цифровой измеритель температуры содержит термопреобразователь сопротивлени  1, измерительный генератор 2, эталонный генератор 3, генератор счетных импульсов 4, генератор запускающих импульсов 5, врем задающий делитель 6, схему 7 сравнени , счетчик 8, цифровой индикатор 9, триггер 10, реверсивный счетчик 11, схему 12 вы влени  большего числа, элемент совпадени  13, исполнительный блок 14, генератор 15 импульсов уставки, цифро-аналоговый преобразователь 16 и коммутатор 17. На фиг. 2 крива  18 показывает изменение сигнала на выходе реверсивного счетчика в том случае, если измер ема  температура.ниже допустимой; крива  19 - когда температура выше допустимой; крива  20 - при разогреве термопреобразовател . Устройство работает следующим образом . Генератор импульсов запуска 5 запускает одновременно измерительный генератор 2 с термопреобразователем 1 во врем задающей цепи и эталонный

генератор 3. Схема сравнени  7 сравнивает длительности импульсов, вьфабатываемые этими генераторами, и с помощью генератора счетных импульсов 4 вырабатывает пачку импульсов, пропорциональных разности длительностей импульсов эталонного 3 и измерительного 2 генераторов. Эта пачка поступает на вход счетчика 8 с цифровым индикатором 9 и одновременно на счетный вход реверсивного счетчика 11 и вЫчитаетс  в нем из предыдущей пачки импульсов, записанной в предыдущий такт измерени  температуры. Это осуществл етс  с помощью триггера 10, подключенного к управл ющему входу реверсивного счетчика 11 за счет делени  частоты запускающих импульсов на 2,

Таким образом, вычисл етс  разность ДТ/Д1 ((j) , где tg - период импульсов запуска, дискретный анадТ

, характеризующий

лог проводной

крутизну нарастани  температуры. Число AT/fft сравниваетс  в схеме 12 вы влени  большего числа с предварительно записанным числом N , которое соответствует минимально возможному скачку измер емой температуры и определ етс  расчетно-аналитически при известных параметрах конструкции датчика или экспериментально при задании соответствующего скачка температуры .

Если 4T//at Nj. , то термопреоб- . разователь 1 с помощью коммутатора 17 соединен с генератором измерительных импульсов 2; если , то на первый вход схемы совпадени  13 с выхода схемы 12 вы влени  большего числа поступает напр жение сигнала опасного нарастани  температуры , а на управл ющий вход коммутатора 1 7 - сигнал, обеспечивающий под . ключение термопреобразовател  к выходу цифро-аналогового преобразовател  16.,

Так как на второй вход схемы совпадени  поступает сигнал с выхода триггера 10, а на третий вход - сигнал с генератора импульсов уставки, то сигн.ал опасного нарастани  температзфы поступает на вход исполнительного блока 14, например, сигнайизирующего об опасном нарастании температуры , при температуре термопреобразовател  выше установленной, при обратном счете реверсивного счетчика 1 1 .

Одновременно разностный код с реверсивного счетчика 11 поступает на вход цифро-аналогового преобразовател  16, с выхода которого на термопреобразователь 1 подаетс  формирующий импульс тока длительностью tфп (фиг. 2). Мощность импульса тока определ етс  из следующего соотношени :

6IT

,t

5

где C const - теплоемкость терморезистора; N - количество импульсов

в пачке, N.dT/dt. Поданный на термопреобразователь

0 импульс тока разогревает его изнутри , выравнива  градиент температуры от центра к периферии термопреобразовател  1,ускор   его прогрев по всей массе (фиг. 2). Врем задаюший

5 делитель 6 при этом исключает реакцию схемы измерени  производной температуры на прогрев термопреобразовател  1 при формирующем импульсе за счет формировани  запрещающего им0 пульса по входу установки нул  реверсивного счетчика 11, длительность Которого t ст достаточна дл  обеспечени  установившегос  режима прогрева в термопреобразоватепе 1 после.

5 форсирующего импульса. Длительность определ етс  либо расчетно-аналитически , либо экспериментально, аналогично N miп После формировани  импульса t .jcT делитель 6 формирует

0 импульс, разрешающий работу реверсивного счетчИка в течение двух тактов работы генератора запускающих импульсов.

Наличие в устройстве дополнитель5 ных элементов - аналогового переключател  и цифро-аналогового преобразовател  позвол ет в 5-20 раз снизить инерционность термопреобразовател  (в зависимости от .перепада темпера0 тур и допустимого дл  каждого типа термопреобразовател  тока разогрева и его конструкции), повысить точность отсчета абсолютных значений температуры и ее оперативную регист5 рацию, что особенно важно при контроле быстропротекающих процессов.

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий термопреобразователь сопротивления, схему сравнения, . входы которой соединены с выходами генераторов эталонных, измерительных и счетных импульсов, а выход подключен к счетчику импульсов с цифровым индикатором и счетному входу реверсивного счетчика, управляющие входы которого соединены с выходами времязадающего делителя и триггера, а выход подключен к входу схемы выявле ния большего числа, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадения, второй и третий входы которой соединены с выходом триггера импульсов уставки, а выход подключен к исполнительному блоку, генератор запускающих импульсов, соеди ненный с управляющими входами генераторов измерительных и эталонных импульсов, триггера и установочным входом генератора импульсов уставки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены коммутатор и цифро аналоговый преобразователь, вход которого подключён к выходу реверсивного счетчика, а выход подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выводами термопреобразователя сопротивления, третий вход соединен с времязадакицей цепью генератора измерительных импульсов, а управляющий вход соединен с вторым выходом схемы выявления * большего числа.