SU1296860A1 - Цифровой термометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термо- метрак с частотными термопреобразова- . Цель изобретени  - повьшение точности измерени  и быстродействи  путем уменьшени  избыточности информационного сигнала, поступающего в вычислительный блок. На входы вычи- тател  4 частот поступают сигналы с выходов генераторов 1 и 2, а на выходе его формируетс  сигнал с разностной частотой, поступающий через элемент И 5 на вход счетчика 10. С выхода последнего код, рд.вньш числу импульсов , поступивших за интервал вре- мени, выбранный, исход  из з словий требуемой точности, поступает на вход блока 11 вычислени  н-а другой вход которого поступает сигнал знака разности частот генераторов 1 и 2, что обесйечивает измерение температуры с измен ющимс ; :знаком. Блок 11 вычислени  определ к-.т искомую тештера- туру по приведенным формулам. 1 ил. цэ (Л tMTi ю со 05 00

Description

1

Изобретение относитс  к температурным измерени м, а именно к цифровым термометрам с частотными термопреобразовател ми , например пьезо- кварцевыми.

Цель изобретени  - повьшение точности измерени  и быстродействи  путем уменьшени  избыточности информационного сигнала, поступающего в вычислительный блок.

На чертеже представлена функциональна  схема цифрового термометра.

Цифровой,термометр содержит темпе ратурозависимый кварцевый генератор

1, опорный генератор 2, управл емый делитель 3 частоты, вычитатель 4 час- .тот, элемент И 5, блок 6 определени  разности частот, состо щий из первого 7 и второго 8 D-триггерОБ и схемы 9 задержки, счетчик 10, блок 1Г вы- числени  с цифровыми индикаторами 12 13 знака и значени  температуры. Дл  точной работы термометра генераторы 1 и 2 должны формировать на своих выходах последовательности пр мо- угольных импульсов, поэтому они до.шк;- ны быть выполнены по соответствующим схемам, или состо ть, например, из генераторов 14 и 15 синусоидальных сигналов и формироватепей 16, 17 пр  моугольньпс и myльcoв. Вычитатель 4 частот может быть выполнен на Р-триг гере. Управл емый делитель 3 частоты может быть выполнен в виде последовательно включенных неуправл емого делител  18 и управл емого делител  19 с переключателем 20 дл  установки коэффициента делени . Блок 11 вычислени  должен содержать пульт 21 ввода посто нных коэффициентов, который может быть выполнен в виде кроссиро- Бочной платы, на которую завод тс  сигналы логических О и 1, устанавливаемые при настройке цифрового термометра.

,

.„

Цифровой термометр работает следующим образом.

На входы вычитател  4 частот поступают сигналы с выходов генераторов 1 и 2, в результате чего на его выходе формируетс  сигнал с разностной частотой if

,,- + (f,t-f,, ), {) где f, f о +o(t - частота генератора 1 ;

ot

- частота генератора при

1

с/ - крутизна преобразовани  генератора (чувствительность термопреобразовател  генератора ) ;

f - частота опорного генератора 2;

t - измер ема  температура .

Этот сигнал поступает через элемент И 5 в течение интервала времени дТ, формируемого делителем 3, на вход счетчика 10. Длительность интервала- времени лТ выбирают исход  из услови  требуемой точности измерени  по формуле

;сТ

:2)

f5 20

30

35

40

45

50

где S - требуема  точность измерени .

Устранение погрешности, вносимой технологическим разбросом коэффициента с J например, при старении термопреобразовател  или его замене, осуществл етс  путем изменени  длительности интервала лТ с помощью,переключател  20, осуществл ющего изменение коэффициента делени  делител  3.

С выхода сч:,етчика 10 код N, равный числу импульсов, поступивошх на его вход за интервал времени лТ, поступает на вход блока 1 I ВЕ числени , на дополнительный вход которого поступает сигнал знака разности частот (), что обеспечивает измерение температуры с измен ющимс  знаком . Блок 6 определепи  знака разности частот работает по принципу вычи- тател  час1гот, выходна  частота которого равна модулю разности частот, подаваемых на D и С-входы триггера 7, С той лишь разнице рГ, что частота с генератора 2 подаетс  на С-вход через схему 9 задержки, в результате чего частота f , снимаема  с тригге- .ра 7, оказываетс  сдвинутой по фазе относительно частоты дГ, снимаемой с вычитател  4 частот. Этот сдвиг определ ет состо ние триггера 8: сигнал на ,его выходе равен нулю, когда на D-вход сигнал логической I поступает позже, чем на С-вход (случай

И равен единице,когда на

55

D-вход сигнал логической 1 поступает раньше, чем на С-вход (случай ).

f / fo.

1 ;

1

Вычислительный блок вычисл ет искомую температуру по формулам:

31296860

S,..-| ,р„ (f, .f; „

P ot -fon),, ;

S,.. .f.o..| при (f,,f,f,

(, ,р„ (f,,-f,J.O,f.f.

Знак измер емой температуры определ етс  блоком вычислени  по знаку

величины j . Если ( , то индитшрует- с  знак если или , то знак минус.

Если ( -f )0, , и . индицируетс  знак минус ; если или f(.fo,, , то знак плюс.

Все устройство может быть реализовано на серийных микросхемах. В качестве блока вычислени  может быть использовано арифметико-логическое устройство , выполн ющее простейшие арифметические вычислени  и логические операции.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой термометр, содержащий температурозависимый кварцевьй генератор , счетчик, вход которого соединен с выходом элемента И, а выход

   Составитель В. Куликов Редактор С. Лисина Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмар

   Заказ 766/42 Тираж 777Подписное

   ВНИШИ Государственного комитета СССР

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

   Прог зводственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Про ектна , 4

   (3) (4)

   (5)

   O

   5

   0 5

   0

   подключен к входу блока вычислени  с цифровыми индикаторами, опорный генератор, выход которого через управл емый делитель частоты подключен к первому входу элемента И, о т л и - чакс-щийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и быстродействи  путем уменьшени  избыточности информационного , в него введены вычитатель частот и блок определени  знака разности частот, состо щий из двух D-триггеров и схемы задержки, вход которой соединен с выходом опорного reHepiaTopa и первым входом вычитател  частот, а выход подключен к С-входу первого D-тригге- ра, выход которого подключен к D-BXO- ду второго D-трнггера, а D-вход соединен с выходом температурозависимого кварцевого генератора и вторым входом вычитател  частот, выход которого подключен к второму входу элемента И и С-входу второго D-триггера, выход которого соединен с дополни- 1тельным входом блока вычислени .