SU1280341A1 - Цифровой термометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике температурных измерений. Цель изобретени  - повышение надежности путем упрощени  конструкции. Двоично-дес тичный реверсивный счетчик 9, вычита  импульсы датчика 1 температуры из абсолютного значени  минимальной отрицательной температуры диапазона измерений, отсчитывает отрицательную температуру до достижени  нулевого значени , после чего переводит знаковый разр д блока 10 индикации в положение , соответствующее положительной температуре, и начинает суммировать импульсы датчика 1 температуры до момента окончани  опорного импульса , что позвол ет представить результат измерени  отрицательных и положительных температур в пр мом коде с непосредственной выдачей на индикацию без применени  дополнительных элементов дл  преобразован}г  и инди (О кации. При этом ключи 2, 7 и 8, ин (Л вертор 3, одновибратор 5 реализуютс  все вместе на двух интегральных микросхемах серии 133ЛАЗ, 1 ил. N3 00 10 :ud

Description

Изобретение относитс  к технике температурных измерений. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем упрощени  конструкции. На чертеже представлена блок-схема цифрового термокетра. Цифровой термометр состоит из датчика температуры 1 с частотным вы ходом первого ключа 2, инвертора 3, триггера 4, одновибратора 5, генератора 6 опорного импульса, второго ключа 7, третьего ключа 8, двоичнодес тичного реверсивного счетчика 9, блока индикации 10. Цифровой термометр работает следующим образом. Генератор опорного импульса 6 выдает импульс фиксированной длительно ти и на врем  действи  импульса открывает ключ 2. За врем  tl, через зак кнутый ключ 2 проход т импульсы датчикаТемпературы 1, количество ко торых зависит от значени  температуры снимаемого датчиком. Если при значении температуры, соответствующем нижнему пределу диапазона измерений температуры N частота на выходе датчика температуры равна f то через ключ 2 пройдет ц импульсов . Соответственно дл  верхнего предела диапазона измерений Ng при частоте f через ключ 2 пройдет 1 f. импульсов. При этом, если считать , что каждый импульс представл ет одну единицу в младшем разр де ре зультата измерени , то дл  обеспечени  требуемой точности К необходимо выполнение равенства K(NO+N ) oj (fg-fn) при д f. и К Г, 10; 100 и т.д. соответственно дл  точности до 1; 0,1; 0,01°С и т.д. что достигаетс  регулировкой длительносТИ/Сц . Передний фронт опорного импульса формирует короткий импульс на выходе одновибратора 5, который поступает .На вход управлени  загрузкой начальных данных реверсивного счетчика 9 и на единичный вход триггера 4, что устанавливает его нулевой выход в ну левое, а единичные выход - в единичное состо ние, которое открывает ключ 8, и импульсы с выхода ключа 2 начинают поступать на вход обратного счета реверсивного счетчика 9, в которьй при поступлении загрузки с выхода одновибратора 5 записываетс  число, предварительно вычисленное и записанное на входах предустановки счетчика 9 присоединением соответствующих входов к земл ной или питающей шине. Вычисление предустановки производитс  по формуле п, KN(,4-.Tu. н При зтом, если производитс  измерение отрицательной, температуры, например N(,, то из записанного в счетчике числа п з  врем  цикла Измерени  вычитаетс  Тц ц импульсов и в счетчике оказываетс  записано число п, -oyfn KN, представл ющее результат измерени  температуры N с точностью К. При окончании опорного импульса его задний фронт, проинвертированный инвертором 3 дает импульс считывани  результата измерени  в блок индикации 10, куда в пр мом коде переноситс  состо ние счетчика 9 и состо ние нулевого выхода триггера 4, дающее информацию о пол рности измер емой температуры и соответствующее нулю при измерении отрицаГельных температур. Блок индикации 10 может быть реализован любым из известных методов с динамической индикацией, с посто нной- светимостью при наличии пам ти , загружаемой при поступлении импульса с выхода .инвертора 3, или со светимостью в промежутках между опорными импульсами, когда инвертор 3 дает разрешение на высвечивание результата измерений, при этом возможно использование любых устройств индикации - как индикаторных ламп, так и светодиодных матриц с сегментным высвечиванием цифры. Если измер етс  положительна  температура , например N, то за врем  цикла измерени  в счетчик поступает Сц fg импульсов. При этом-цикл измерени  начинаетс  также, как и при измерении отрицательных температур, однако, так как fg н импульсов от датчика температуры поступает больше, то счетчик 9, вычита , досчитывает до нул  и импульсом заема с выхода заема воздействует на нулевой вход триггера 4, перевод  его нулевой выход в единичное,а единичный выход - в нулевое состо ние. Это состо ние триггера закрывает ключ 8, открывает ключ 7, и импульсы с выхода ключа 2 начинают поступать на вход пр мого счета реверсивного счетчика. К концу действи  опорного импульса, пока открыт ключ 2, счетчик суммирует количество импульсов , равное С ц- fg - п или г, fg -KN, KNg, что представл ет результат измерени  температуры Ng с точностью К. После окончани  опорного импульса в блок индикации, при воздействии сигнала с выхода инвертора 3 переноситс  в пр мом коде состо ни  счетчика 9 и состо ние нулевого выхода триггера 4, которое пр измерении положительных температур с соответствует единице.

Результат измерени  промежуточных температур N с точностью К в диапазоне определ етс  выражением KN , ,, где f - частота на выходе датчика температуры при температуре Nn. Указанное выражение может быть отрицательным или положительным что фиксируетс  триггером в зависимости от того, успеет ли счетчик при данной частоте датчика темпераруры, вычита  досчитать до нул  за период, действи  опорного импульса.

Таким образом, счетчик начинает ;отсчет результата измерени - вычитанием импульсов датчика температуры из абсолютного значени  нижнего предела диапазона измерени , а если за врем -действи  опорного импульса счетчик достигает нул , то с этого момента и до конца действи  опорного импульса импульсы датчика температуры суммируютс  в счетчике, начина  отсчет с нул , т.е. -шкала значений температуры, отсчитываемых счетчиком у предлагаемого устройства начинаетс  с отрицательных температур, абсолютное значение которых представлено в пр мом коде, и, уменьша сь, приближаетс  к нулю, плавно проходит через ноль и начинает возрастать по абсолютному значению в пр мом коде уже в области положительных температур , -подобно шкале обычных ртутных термометров с непосредственным считыванием показаний.

Предлагаема  конструкци  цифрового термометра может работать и с датчиком тепературы, имеющим отрицательную температурную зависимость, т.е. когда f fg, В этом случае c выбираетс  из аналогичного соотношени 

K(Nj + N);u(fh-f6) . предустановка . определ етс  соответственно по формуле n KNg- :t:ц-f g, а в знаковом разр де блока индикации ноль соответствует положительным тепературдм, а единица - отрицательным. ,.

Режим работы реверсивного счетчика предлагаемого устройства, обусловленньш наличием введенных в него элементов и св зей между ними, позвол ет снимать с него показани  о значении положительных и отрицательных температур в пр мом коде с непосредственной выдачей на индикацию.

Положительный эффект предлагаемым устройством достигаетс  путем реализации ключа 2, инвертора 3, ключа 8, ключа 7, генератора 6 опорного импульса , одновибратора 5 всех вместе на двух интегральных микросхемах серии 133ЛАЗ.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой термометр, содержащий датчик температуры с частотным выходом, подключенньш к первому входу первого ключа, второй ключ, триггер, нулевой выход которого соединен с первым входом второго ключа, генератор опорного импульса, двоично-дес тичный реверсивньм счетчик, блок индикации, соединенньш входами разр дов с выходами соответствующих разр дов двоично-дес тичного реверсивного счетчика, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности устройства путем упрощени  конструкций, в него введены одновибратор, третий ключ и инвертор, вход которого соединен с выходом генератора опорного импульса, входом одновибратора и вторым входом первого ключа, а выход - с входом считывани  результатов измерени  блока индикации, причем выход одновибратора соединен с входом управлени  загрузкой начальных данных двоично-дес тичного реверсивного счетчика и с единичным входом триггера, нулевой вход которого, соединен с выходом переполнени  двоично-дес тичного реверсивного счетчика, а единичный выход - с первым входом третьего ключ-а, второй вход которого соединен с выходом первого ключа и вторым входом второго ключа, выход которого соединен с входом пр мого

   5 12803416

   счета двоично-дес тичного реверсив- го ключа, а вход знакового разр да ного счетчика, вход обратного счета блока индикащш соединен с нулевым которого соединен с выходом третье- выходом триггера.