SU1242728A1 - Многоканальный цифровой термометр - Google Patents

Description

I,

Изобретение относитс  к области теплотехнических измерений к пред| аз начено дл  цифрового измерени  температурных полей в донных осадках морей и океанов, а также может быть использовано в различных отрасл х промышленности и в научных исследо- вани к,

Цель изобретени  - повышение точности измерени  температуры.

На черте5ке изображена блок-схема многоканального цифрового термометра .

Многоканальный цифровой термометр содержит первьш автогенератор 1с термочувствительным пьезорезонатором размещенным в первой точке 2 исследуемой среды, второй 3 и третий 4 автогенераторы с термочуйствительны- ми пьезорезонаторами, paзмeщeнны ш во второй точке 5 исследуемой среды, четвертый 6 автогенератор с термо- чувст вительным пьезорезонатором, размещенным в третьей точке 7 исследуемой среды, смесители 8 - 0, дели- тель 11 частоты, первый 12, второй 13, третий 145 четвертый 15, п тый 16, шестой 17, седьмой IS, восьмой 9 и дев тьй 20 ключи, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 счетчики импульсов 5 реверсивный счетчик 25 импульсов, первьм 26, второй 27, третий .8, четвертый 29 и п тый 30 триггер э1, инвертор 31 , дешифратор 32, реле 33 времени, электронный ключ 34, вычислительный блок 35, а также (не показаны) источник питани  всех блоков, блок индикации и пульт управлени  устройством.

Конструктивно цифровой термометр может быть выполнен в виде измерительного зонда с термочувствительным пьезорезонаторами, соединённого с корпусом, внутри которого размешены все остальные блоки термометра.

Термометр работает следую щим образом;

При достижении определенной глу- бин1) термометром электронное реле 33 с ключом 34 обеспечивают подачу напр жени  питани  на все элементы устройства и установку их в исходные состо ни .

Автогенераторы 1, 3, 4 и б начинают вырабатывать частоты f , f, f и f,

f f К t,{ ; fa,- &,+

(1)

728 . : 2 :ГЗ Гоэ+ Kjtj;

fi Kijtij,

где f, .foj., fo3, fofi - посто нные составл ющие частоты автогенераторов;

К , К 2.5 К и, 10: - коэффициенты термочувствительности пьезо резонаторов;

t , tg,, tj - значени  ратур в первой 2, второй 5 и третьей 7 точках измерени .

Смесители 8-10 формируют разностные частоты , и

fij 1 3 w ob K t -К,,+ -Kjti;, fii fa -f ;pfd2-foi.,+ , , , +

+Kyts - K,

f.f/, f -f f«4 iAii+5f- t4--K/ t5 A : -I+K: t -Kijtjj ., (2)

Однако сигналы с выходов смесителей на счетчики 21,22 и 24 не проход т,: так как ключи 12, 13 и 17 закрыты сигналом с В 1хода три1те- ра 29.

Делитсшь 1 с коэффициентом делени  Ни формирует измерительньй временной интервггл с периодом

Ло

Н

fi

foi+

(3))

Ключ 18 начинает пропускат) на вход реверсивного с четчика 25 частоту и, н:аждый раз с приходом очередного импульса измерительного временного интервала в течение времени . Одновременно импульсы измерительного временного интервала поступают на триггер 26, которьш /правл ет реверсом реверсивного счетчика 25, так, что с приходом каж,дого  ечетного импульса измерительного временного интервала реверсивный счет- чнк 25 считает в направлении сложени  , а с приходом каждого четного лмпульса он считает в направлении вычитани , С приходом первого им- гчульса измерительного временного ин- ревапа на пр мом выходе триггера 26 устанавливаетс  логическа  единица,, котора  устанавливает триггер 27 в состо ние логргческой вдини) на все

врем  измерени . Триггер 27 введен в схему дл  того, чтобы в исходном состо нии не сработал ключ 16, опрашивающий состо ние дешифратора 32. После окончани  каждого четного импульса измерительного временного интервала осуществл етс  опрос состо ни  дешифратора 32 с помощью ключа 16 и затем установка реверсивного счетчика 25 в исходное состо ние. На выходе дешифратора логическа  единица по вл етс  только тогда, когда в реверсивном счетчике зафиксировано число импульсов меньше наперед заданного числа (соответствующего заданной погрешности установлени  температуры ).

С по влением логической единицы на выходе дешифратора в момент окончани  очередного четного импульса из мерительного временного интервала срабатывает ключ 16, на его выходе по вл етс  лот ическа  единица, котора  устанавливает триггер 28 в состо ние логической единицы по пр мому ВЫХОДУ и в состо ние логического нул  по инверсному выходу. Логическа  единица на пр мом выходе триггера 28 открывает ключ 19 дл  прохождени  импульсов измерительного временного интервала на счетчик 23 импульсов с коэффициентом пересчета дч а.

После прохождени  двух импульсов счетчик 23 устанавливаетс  в состо ние логической единицы. Если в это же врем  ключ 16 подтверждает единичное состо ние дешифратора 32, то триггер 28 вновь устанавливаетс  в состо ние логической единицы по инверсному выходу. Это гововит о том, что в течение двух циклов подр д анализа переходных процессов установлени  температуры подтвердилось состо ние окончани  переходных процессов с заданной погрешностью. Необхо- димость подтверждени  состо ни  окончани  переходных процессов два раза подр д обусловлена вли нием случайны погрешностей на работу анализатора п

реходных процессов. После двукратногогл ментов - четвертого автогенератора

подтверждени  окончани  переходных .процессов ключ 20 устанавливаетс  в состо ние логической единицы, триггер 29 устанавливаетс  в состо ние логической единицы по пр мому выходу 55 тем самым подготавлива  ключи 12, 13, 15 и 17 к передаче информации, и устанавливаетс  в состо ние логис термочувствительным пьезорезонато ром, смесителей, дополнительных триггеров, ключей, счетчиков импуль сов, инвертора - выгодно отличает его от известного устройства, так как позвол ет повысить точность изм рени  температуры и расширить сферу применени  термометра.

ческого нул  по инверсному выходу, закрыва  ключ 18, тем самым отключа  анализатор переходных процессов. С приходом очередного нечетного импульса измерительного временного интервала на ключи 12, 13 и 17 через них начинают проходить частоты -ij ii( на счетчики 21, 22 и 24 соответственно в течение времени Т/2. За это врем  в счетчиках зафиксировано соответственно Nj , N2. и N3 импульсов:

-2fj 2Г - к;11Г (.-Kjta);

Sr. 2rrJ|-tZT -

0

5

0

5

0

Ntf

2Г1Гг+Щ1Т .

(A)

Сразу после окончани  импульса длительностью tT/2 ключ 15 открываетс , на его выходе по вл етс  логическа  единица, котора  устанавливает триггер 30 в состо ние логи - ческого нул , которое закрывает ключ 14 дл  дальнейшего прохождени  импульсов измерительного временного интервала на схему и через электродный ключ 34 схемы включени  питани  обесточивает все -элементы термометра за исключением счетчиков 21, 22 и 24 импульсов и вычислительного блока 35, в котором решаетс  система трех уравнений (4) относительно t,j , t и и t3. Вычисленные значени  температур запоминаютс  в вычислительном блоке 35.

Через заданное врем  начинаетс  подъем термометра на борт судна. После подъема открываетс  доступ к пульту управлени  и блоку индикации, с помощью которого осуществл етс  съем запомненных в вычислительном блоке 35 Показаний значений температур t , ti и t} .

Наличие в термометре новых элес термочувствительным пьезорезонато- ром, смесителей, дополнительных триггеров, ключей, счетчиков импульсов , инвертора - выгодно отличает его от известного устройства, так как позвол ет повысить точность измерени  температуры и расширить сферу применени  термометра.

Редактор Я. Тупица

Составитель В. Кулико1в Техред О.Гортвай

Заказ 3690/37Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-йолиграфическое предпри тие, г, Ужгорюд, ул. Проектна , 4

Корректор 5. Пожо

Claims (1)

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий три автогенератора с термочувствительными пьезорезонаторами, делитель частоты, вход которого соединен с выходом второго автогенератора, два счетчика импульсов, входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго ключей, а выходы соединены с вычислительным блоком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены четвертый автогенератор с термочувствительным пьезорезонатором, три смесителя, реверсивный счетчик импульсов с дешифратором, триггеры, дополнительные счетчики импульсов и ключи, инвертор, вход которого соединен с выходом третьего ключа и первыми входами четвертого и пятого ключей, а выход соединен с первыми входами первого, второго, шестого, седьмого и восьмого ключей и входом первого триггера, первый выход которого соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика и вторым входом пятого ключа, а второй выход - с вторым управляющим входом реверсивного счетчика, вторым входом четвертого ключа и через второй триггер с третьим входом пятого ключа, четвертый вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход - с входом третьего триггера, выходы которого соответственно соединены с вторым входом восьмого ключа и первым входом девятого ключа, второй вход которого через третий счетчик соединен с выходом восьмого ключа, а выход подключен к входу четвертого триггера, первый выход которого соединен с вторым входом седьмого ключа, а второй выход - с вторыми входами первого, второго и шестого ключей и третьим входом четвертого ключа, выход которого подключен через пятый триггер к первым входам десятого и третьего ключей, второй вход которого соединен'с делителем, при этом первый вход первого смесителя соединен с первым автогенератором и первым входом третьего смесителя, второй вход - с выходом третьего автогенератора, а выход с третьими входами первого и седьмого ключей, первый вход второго смесителя соединен с вторым автогенератором, второй вход - с вторым входом третьего смесителя и четвертым автогенератором, а выход - с третьим входом второго ключа, выход третьего Смесителя соединен с третьим входом шестого ключа, выход которого через четвертый счетчик импульсов соединен с вычислительным блоком.

   SU „ 1242728