SU1345066A1

SU1345066A1 - Электронно-цифровой термометр

Info

Publication number: SU1345066A1
Application number: SU864016911A
Authority: SU
Inventors: Юрий Климович Иванов; Юрий Аронович Кагановский; Ефим Захарович Полонецкий; Дамир Александрович Смиловенко; Виктор Иванович Хомич
Original assignee: Организация П/Я Р-6007
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-01-28
Publication date: 1987-10-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение помехозащищенности. Выходной сигнал коммутатора 2 через исто- ковый повторитель 3 поступает на вход двухкаскадного усилител . Усиленный разностный сигнал между напр жением датчика 1 температуры и функционально нарастающим напр жением проходит схему 5 подавлени помехи коммутации и поступает на вход усилител 6. С выхода, последнего сигнал поступает на вход нуль-органа 7. В момент сравнени напр жений датчика 1 температуры и генератора I6 происходит изменение фазы сигнала на выходе коммутатора 2. Это изменение определ етс фазовым детектором, где формируетс сигнал, устанавливающий схему В Старт - стоп в состо ние Стоп. Сигнал с выхода схемы 8 Старт - стоп поступает на логическую схему 9, импульс с которой поступает на вход схемы 17 совпадени , на второй вход которой поступают импульсы с выхода инвертора 24. На вход счетчика 23 поступ т только те импульсы, которые по времени совпадут с импульсом логической схемы 9, длительность которого пропорциональна измер емой температуре.I ил. (Л

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к перенос- ным цифровь1М измерител м температуры.

Цель изобретени - повышение поме- хозащищенности.

На чертеже приведена структурна схема электронно-цифрового термомет- ра.

Электронно-цифровой термометр сос тоит из последоватепьно соединенных датчика 1 температуры, коммутатора 2, истокового повторител 3, двух- каскадного усилител 4, схемы 5 подавлени помех коммутации, однокаскад ного усилител 6, нуль-органа 7, схемы Старт - стоп 8, логической схемы 9, схемы 10 определени знака, индикатора 11, генератора 12 посто нного тока, прецизионного источ- ника 13 напр жени , преобразовател 14 напр жени , источника 15 питани , генератора 16 функционально-нарастающего напр жени , первой схемы 17 совпадени , генератора 18 счетных импуль сов с двоичным делителем, первого инвертора 19, второй схемы 20 совпадени , п тнадцатиразр дного двоичного счетчика 21, формировател 22 тактов, трехразр дного счетчика 23, второго инвертора 24, третьей схемы 25 совпадени .

Электронно-цифровой термометр работает следующим образом.

Стабилизированный пр мой ток в датчик задаетс генератором 12 посто нного тока, который питаетс от прецизионного источника 13 напр жени . От этого же источника запи тан генератор 16 функционально.нарастающего напр жени . Весь временной цикл работы термометра задает генератор 18 счетных импульсов, работающий на частоте 320 кГц. Частота этого сиг- нала, пройд через двоичный делитель понижаетс на выходе 2 до 10 кГц, а на выходе 2 - до 5,0 кГц, Сигнал частотой 10 кГц проходит через первый инве1)тор 19 и поступает на п т- надцатиразр дный двоичный счетчик 21. Выходной сигнал этого счетчика, поступаюнщй с периодом 3,3 с, вл етс исходным дл начала процесса преобразовани напр жени датчика в цифровую форму„ Этот сигнал воздействует на формирователь 22 тактов, выполненный в виде двенадцатиразр дного двоичного счетчика, и схему

10 определени знака, устанавлива их в исходное состо ние. При этом на выходе 2048 двенадцатиразр дного двоичного счетчика по вл етс выходной разрешающий сигнал дл третьей схемы 25 совпадени . Этим же сигналом производитс установка схемы Старт - стоп 8 в положение Старт а также с приходом этого сигнала на генератор 16 функционально нарастающего напр жени начинаемс формирование положительного пилообразного напр жени . На второй вход третьей схемы 25 совпадени поступают импульсы с частотой 5 кГц, которые заполн ют двенадцатиразр дный двоичный счетчик; При поступлении 2048-го импульса на двенадцатиразр дный двоичный счетчик последний триггер этого счетчика переходит в единичное состо ние , запреща тем самым дальнейшее прохождение на вход счетчика через третью схему 25 совпадени . При этом происходит окончание процесса преобразовани , а выходное напр жение на выходе генератора 16 функционально нарастающего напр жени возвращаетс на исходный уровень.

В теч.ение времени преобразовани напр жени с датчика 1 температуры и генератора 16 функционально нарастающего напр жени через коммутатор 2 поочередно подключаютс к входу истокового повторител 3. Управление коммутатором осуществл етс сигналом с выхода третьей схемы 25 совпадени Так как дл управлени коммутатором 2 необходимы два противофазных сигнала , то второй сигнал получаетс при инвертировании выходного сигнала третьей схемы 25 совпадени вторым инвертором 24. За один цикл преобразовани коммутатор 2 осуществл ет 2048 коммутаций, что равно количеству импульсов, поступающих на вход ; двенадцатиразр дного двоичного счетчика .

Выходной сигнал коммутатора 2 через истоковый повторитель 3 поступае на вход двухкаскадного усилител 4. Усиленный разностный сигнал между напр жением датчика 1 температуры и функционально нарастающим напр жением проходит схему 5 подавлени помехи коммутации и поступает на вход од нокаскадного усилител 6, который осуществл ет окончательное усиление.

. . 1 С выхода однокаскадного усилител 6 сигнал поступает на вход нуль-органа 7, выполненного в виде синхронного фазового детектора.

Кроме этого сигнала на фазовый детектор поступают два управл ющих сигнала. Сигнал с выхода второй схемы 20 совпадени используетс как опорный дл фазового детектировани , а сигнал с выхода первого инвертора 19 частотой 10 кГц используетс ка стробирующий и определ ет интервал

времени, в течение которого возможно

20

прохождение выходного сигнала фазово- 15 длитJ льнocть которого проиорциональ- го детектора на второй вход схемы Старт - стоп 8. Опорный сигнал формируетс второй схемой 20 совпадени из двух сигналов, один из которых имеет частоту 10 кГц и поступает с выхода 2 генератора счетных импульсов с двоичным делителем, а второй снимаетс с выхода второго инвертора 24, имеет частоту 5 кГц и присутствует только в интервале преобразовани .

Начальный уровень функционально нарастающего напр жени устанавливаетс таким образом, чтобы оно равн на абсолютному значению измер емой температуры независимо от ее знака. Полученный импульс поступает на один из входов первой схемы 17 совпадени , на второй вход которой поступает последовательность импульсов с выхода второго инвертора 24, насчитьшающа 2048 импульсов. К выходу первой схемы 17 совпадени подключен вход трех25 разр дного счетчика 23. На вход этого счетчика поступают только те импульсы , которые по времени совпадают с импульсом, выработанным логической схемой 9, длительность кот орого в

лось напр жению на датчике при температуре датчика +102,4 С, а уровень функционально нарастающего напр жени к концу преобразовани должен стать равным напр жению датчика, когда температура последнего равна - 102,4 С. В этом случае каждый шаг преобразовани соответствует 0,1 С, а так как в интервал преобразовани укладываетс 2048 шагов преобразовани , ры

то получают измерение температу- в диапазоне от + 102,4 С до - 102,4 С с дискретностью в О,1 С.

В момент сравнени напр жений датчика 1 температуры и генератора 16 функционально нарастающего напр жени происходит изменение фазы сиг-, нала на выходе коммутатора 2, а следовательно , и всего усилител . Это изменение определ етс синхронным фазовым детектором, где формируетс сигнал, устанавливающий схему Старт- стоп 8 в состо нии Стоп. Таким образом, врем нахождени схемы Старт

Кроме описанных функциональных узлов схема термометра содержит так45 же преобразователь 14 напр жени , который используетс дл питани прецизионного источника 13 напр жени повышенным напр жением.

50

ратурой датчика

Claims

Формула изобретени

Электронно-цифровой термометр, содержащий генератор тока, последовательно соединенные датчик температуры и коммутатор, двухкаскадный усилистоп в соответствии Старт gg тель, нуль-орган, выход последнего

соединен с первым входом схемы Старт - стоп, выход которой соединен с первым входом логической схемы, схему определени знака, соединенную

пропорционально разности температур между температурой +-102,4 С и темпеЕсли температура датчика составл ет ОС, то врем

5066

нахождени схемы в соответствии Старт составл ет точно половину интервала преобразовани и переход схемы в состо ние Стоп совпадает по времени с по влением на выходе 1024 двенадцати-разр дного двоичного счетчика перепада напр жени .

Сигнал с выхода схемы Старт - 10 стоп 8 поступает на логическую схему 9, на второй вход которой посту- пает сигнал с выхода 1024 двенадцатиразр дного двоичного счетчика. Логическа схема 9 вырабатывает импульс.

0

15 длитJ льнocть которого проиорциональ-

на абсолютному значению измер емой температуры независимо от ее знака. Полученный импульс поступает на один из входов первой схемы 17 совпадени , на второй вход которой поступает последовательность импульсов с выхода второго инвертора 24, насчитьшающа 2048 импульсов. К выходу первой схемы 17 совпадени подключен вход трех25 разр дного счетчика 23. На вход этого счетчика поступают только те импульсы , которые по времени совпадают с импульсом, выработанным логической схемой 9, длительность кот орого в

0 свою очередь пропорциональна измер емой температуре, а так как шаг преобразовани выбран равным 0,1 С, то результат, записанный в счетчик после окончани счета, соответствует дес ткам, единицам и дес тым дол м градуса Цельси .

С второго выхода логической схемь) 9 сигнал поступает на схему 10 определени знака, котора определ ет

0 знак измер емой температуры. Информаци о величине и знаке температуры выводитс на индикатор 11.

Кроме описанных функциональных узлов схема термометра содержит так5 же преобразователь 14 напр жени , который используетс дл питани прецизионного источника 13 напр жени повышенным напр жением.

5

50

с первым входом индикатора, первую схему совпадени , соединенную с входом трехразр дного счетчика, выход которого подключен к второму входу индикатора, генератор счетных импульсов с делителем, формирователь такта, первый выход которого подключен к второму входу схемы С.тарт - стоп, а также последовательно соединенные .источник питани и преобразователь напр жени , о т л и ч а ю - щ и и с тем, что, с целью увеличени помехозащищенности, в цепь введены истоковый повторитель,- последовательно соединенные схема подавлени помех коммутации и однокаскадный усилитель ,, первый и второй инверторы, втора и треть схемы совпадени , п тнадцатиразр дный двоичный счетчик последовательно соединенные прецизионный источник напр жени и генератор функционально нарастающего напр жени , причем истоковый. повторитель включен между выходом коммутатора и входом двухкаскадного усилител , а схема подавлени помех коммутации и однокаскадный усилитель - между выходом двухкаскадного усилител и входом нуль-органа, первый выход генератора счетных импульсов с делителем соединен с входом первого инвертора , первым входом второй схемы совпадени и вторым входом схемы подавлени помех коммутации, а выход первого инвертора подключен к второму входу преобразовател напр жени .

Редактор М.Петрова

Составитель Е.Зыков

Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 4910/41Тираж 776 Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

45066

нуль-органу и-входу п тнадцатиразр дного двоичного счетчика, выход которого соедине т с первым входом схемы определени знака, формировател тактов и вторым входом Тр.ехразр дного счетчика, первый вход третьей схемы совпадени соединен с первым выходом формировател тактов и с вторым вхо10 дом генератора функционально нарастающего напр жени , а второй вход схемы совпадени - с вторым выходом генератора счетных.импульсов с делителем , причем второй выход формиро15 вател тактов соединен с вторым входом логической схемы, выход же третьей схемь совпадени соединен с входом второго инвертора, входом формировател тактов и вторым входом

20 коммутатора, выход второго инвертора соединен с третьим входом коммутатора , вторым входом второй схемы совпадени и с первым входом первой схемы совпадени , второй вход которой

25 подключен к первому выходу логической схемы, при этом выход второй схемы совпадени подключен к третьему входу нуль-органа, а второй выход логической схемы соединен с вторым

30 входом схемы определени знака, четвертый вход коммутатора соединен с выходом генератора функционально нарастающего напр жени , вход прецизионного источника напр жени соеди35 нен с выходом преобразовател напр жени , а выход - с входом генератора тока.