SU1464050A1 - Digital thermometer - Google Patents

Digital thermometer Download PDF

Info

Publication number
SU1464050A1
SU1464050A1 SU874286417A SU4286417A SU1464050A1 SU 1464050 A1 SU1464050 A1 SU 1464050A1 SU 874286417 A SU874286417 A SU 874286417A SU 4286417 A SU4286417 A SU 4286417A SU 1464050 A1 SU1464050 A1 SU 1464050A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
bridge circuit
pulse
phase detector
Prior art date
Application number
SU874286417A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Иванович Осокин
Николай Дмитриевич Дубовой
Сергей Михайлович Афонин
Григорий Арнольдович Гончаренко
Original Assignee
Московский институт электронной техники
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский институт электронной техники filed Critical Московский институт электронной техники
Priority to SU874286417A priority Critical patent/SU1464050A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1464050A1 publication Critical patent/SU1464050A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области , .температурных измерений ц может быть использовано в автоматизированных системах измерени  и контрол . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  путем снижени  погрешности измерени , обусловленной нестабильностью параметров элементов устройства. Напр жение разбаланса мостовой схемы 1 усиливаетс  усиди- телем 2 разбаланса мостовой схемы, выполненным в виде дифференциального импульсного делител , и поступает на первый вход амплитудного фазового детектора 3, на второй вход которого поступает импульсное напр жение с выхода формировател  11 управл ющих импульсов. Амплитуда импульсного напр жени  на выходе амплитудного фазового детектора 3 запоминаетс  в аналоговом запоминающем устройстве 4 и далее поступает на первый вход генератора 5 управл емой частоты. Импульсное напр жение с выхода генератора 5 управл емой частоты через делитель 7 частоты, формирователь 8 бипол рных импульсов и аттенюатор 9 импульсного сигнала поступает на диагональ питани  мостовой схемы 1 и обеспечивает балансировку мостовой схемы путем нагрева терморезистора 14 до определенной температуры. 2 ил. с S (ЛThe invention relates to the field of temperature measurements and can be used in automated measurement and control systems. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the measurement error due to the instability of the parameters of the elements of the device. The imbalance voltage of the bridge circuit 1 is amplified by the actor 2 unbalance of the bridge circuit, made in the form of a differential pulse divider, and is fed to the first input of the amplitude phase detector 3, the second input of which receives the pulse voltage from the output of the control pulse generator 11. The amplitude of the pulse voltage at the output of the amplitude phase detector 3 is stored in an analog storage device 4 and then fed to the first input of the controlled frequency generator 5. The pulse voltage from the output of the controlled frequency generator 5 through the frequency divider 7, the shaper 8 bipolar pulses and the attenuator 9 of the pulse signal is fed to the diagonal of the power supply of the bridge circuit 1 and balances the bridge circuit by heating the thermistor 14 to a certain temperature. 2 Il. with S (L

Description

амплитудный фазовый детектор 3, ана- 20 тудного фазового детектора; на логовое запоминающее устройство 4, фиг.2г - напр жение U 5,у дфд на выхо- генератор 5 управл емой частоты, генератор 6 опорной частоты, делитель 7 частоты, формирователь. 8 бипол р- ньк импульсов, аттенюатор 9 импульсного сигнала, источник 10 питани , формирователь 11 управл ющих импульсов , вычитатель 12 импульсных последе амгшитудного фазового детектора при R-P-7 R о (сплошна  лини ) и напр - |жение и ццх АЗЧ выходе аналогового. 25 запоминающего устройства при RT 7 R (пунктирна  лини ), на фиг.2д - напр жение и JHX дфвгна выходе амплитудного фазового детектора (сплошна  лини ) и напр жение U вкх i- ходе аналогового запоминающего устAmplitude Phase Detector 3, Analogue Phase Detector; to the log storage device 4, fig.2g - voltage U 5, dfd to the output-generator 5 controlled frequency, generator 6 of the reference frequency, frequency divider 7, driver. 8 bipol pulses, a pulsed signal attenuator 9, a power source 10, a driver of 11 control pulses, a subtractor of 12 pulses of the pulse phase detector at R-P-7 R o (solid line) and the voltage of the analogue output signal. 25 of the storage device at RT 7 R (dashed line), in FIG. 2 d the voltage and JHX dfvna on the output of the amplitude phase detector (continuous line) and the voltage U on vkh i- during the analog memory device

довательностей и измеритель 13 частоты .Conventions and meter 13 frequency.

В одно из плеч мостовой схемы 1 включен терморезистор (термистор) 14 с сопротивлением R, а в другие плечи - резисторы 15-17 с сопротивление RP, равным сопротивлению R,- в рабо- чей точке.A thermistor (thermistor) 14 with resistance R is connected to one of the arms of bridge circuit 1, and resistors 15–17 with resistance RP equal to resistance R in the other point are connected at the working point.

Измеритель температуры работает следующим образом.The temperature meter works as follows.

Напр жение разбаланса U мостовойU unbalance voltage

схемы 1 при RT-T RO усиливаетс  усилителем 2, выполненным в виде дифференциального импульсного усилител , и-поступает на первый вход амплитудного фазового детектора, 3, на второй вход которого поступает импульсное напр жение с выхода формировател  11 управл ющих импульсов (фиг.2). Амплитудный фазовый детекто 3 формирует на выходе однопол рный импульсный сигнал с амплитудой, равной амплитуде импульсов сигнала разбаланса и пол рностью, .определ емой сдвигом фазы между импульсами сигнд- ла разбаланса мостовой схемы 1 и импульсами на выходе формировател  11 управл ющих импульсов. Амплитуда импульсного напр жени  на выходе амплитудного фазового детектора 3 запоминаетс  в аналоговом запоминак цемCircuit 1 at RT-T RO is amplified by amplifier 2, made in the form of a differential pulse amplifier, and is fed to the first input of the amplitude phase detector, 3, the second input of which receives the pulse voltage from the output of the control driver 11 (Fig. 2) . The amplitude phase detector 3 generates at the output a unipolar pulse signal with an amplitude equal to the amplitude of the unbalance signal pulses and polarity determined by the phase shift between the pulses of the unbalance signal of the bridge circuit 1 and the pulses at the output of the control pulse shaper 11. The amplitude of the pulse voltage at the output of the amplitude phase detector 3 is stored in an analog memory.

тудного фазового детектора; на фиг.2г - напр жение U 5,у дфд на выхо- a difficult phase detector; on fig.2g - the voltage U 5, at dfd at the output

де амгшитудного фазового детектора при R-P-7 R о (сплошна  лини ) и напр - жение и ццх АЗЧ выходе аналогового. запоминающего устройства при RT 7 R (пунктирна  лини ), на фиг.2д - напр жение и JHX дфвгна выходе амплитудного фазового детектора (сплошна  лини ) и напр жение U вкх i- ходе аналогового запоминающего устройства (пунктирна  лини ) при R. R,de amgshield phase detector with R-P-7 R o (solid line) and voltage and cx AHF analog output. memory device at RT 7 R (dashed line), fig.2d shows the voltage and JHX dfvnna output of the amplitude phase detector (continuous line) and voltage U vkkh i- during analogue storage device (dotted line) at R. R,

т О  t Oh

Частота импульсовPulse frequency

f р на выходеf p at the exit

5 five

00

5five

00

5five

генератора управл емой частоты зависит от разности напр же ний U б,х лэу с выхода аналогового запоминающего устройства 4 и напр жени  начального смещени .the controlled frequency generator depends on the difference of the voltages U b, x l e from the output of the analog storage device 4 and the initial bias voltage.

Импульсное напр жение с выхода генератора 5 управл емой частоты через делитель 7 частоты, формировательImpulse voltage from the output of the generator 5 controlled frequency through the divider 7 frequency shaper

8бипол рных импул1эсов и аттенюатор8 Bipolar impulses and attenuator

9импульсного сигнала поступает на диагональ питани  мостовой схемы 1.A 9-pulse signal is fed to the diagonal of the power supply of the bridge circuit 1.

При включении напр жени  питани  мостовой схемы 1 начальное сопротивление термистора 14 много больше Ro и мостова  схема оказываетс  сильно разбалансированной, частота импульсов , генерируемых генератором 4, в начальный момент времени определ етс  параметрами генератора, напр жением Uj,, дэу и величиной напр жени  начального смещени  Uj-i. Импульсное напр жение, усиленное усилителем 2 разбаланса мостовой схемы и преобразованное последовательно соединен- |ными амплитудным фазовым детектором 3 и аналоговым запоминающим устройстWhen the supply voltage of the bridge circuit 1 is turned on, the initial resistance of thermistor 14 is much greater than Ro and the bridge circuit is highly unbalanced, the frequency of the pulses generated by generator 4 at the initial moment of time is determined by the generator parameters, voltage Uj ,, and the value of the initial bias voltage Uj-i. Pulse voltage amplified by amplifier 2 unbalance of the bridge circuit and converted by a series-connected amplitude phase detector 3 and an analog storage device

,вом в напр жение и, дзу посто нного тока, измен ет частоту импульсов fj на выходе генератора 5 управл емой частоты. При любом нарушении балансировки МОСТ090Й схемы на ее выходе будет по вл тьс  импульсное напр жение той или иной пол рности относительно импульсов формировател  8 бипол рных импульсов в зависимости от направлени  разбалансировки мостовой схемы. Амплитудный фазовый детектор 3 и аналоговое запоминающее устройство 4 обеспечивают вьщеление из сигнала на выходе усилител  2 разбаланса мостовой схемы импульсов требуемой пол рности и преобразование в пропорциональное управл ющее напр жение генератора 5. Измен ющеес  npk этом напр жение U,np мен ет частоту fр, а следовательно, и мощность разогрева термистора импульсным сигналом до первоначальной балансировки мостовой схемы., vom to voltage and, dz dc, changes the frequency of the pulses fj at the output of the generator 5 of the controlled frequency. In case of any imbalance in the balancing of the MOST090Y circuit, a pulsed voltage of one or another polarity will appear at its output relative to the impulses of the imaging unit 8 bipolar pulses depending on the direction of unbalance of the bridge circuit. The amplitude phase detector 3 and the analog memory 4 provide for extracting the imbalance of the bridge circuit of pulses of the desired polarity from the signal at the output of amplifier 2 and converting it into a proportional control voltage of the generator 5. The variable voltage npk changes the frequency fp and consequently, the heating power of the thermistor with a pulse signal before the initial balancing of the bridge circuit.

При этом мощность разогрева тер- мистора бипол рным импульсным сигналом (мощность обратной св зи самобалансирующей мостовой схемы) определ етс  соотношениемIn this case, the heating power of the thermistor with a bipolar pulse signal (the feedback power of the self-balancing bridge circuit) is determined by the ratio

-C-f р РОС R-r-n  -C-f p ROS r-r-n

где R т сопротивление термистора в рабочей точке, определ емой резисторами 15-17 мостовой схемы;where R t is the resistance of the thermistor at the operating point defined by the resistors 15-17 of the bridge circuit;

и - амплитуда бипол рного импульсного сигнала, поступающего на термистор; f Р - частота импульсов на выходе генератора 5 управл емой частоты;and - the amplitude of the bipolar pulsed signal applied to the thermistor; f P - the frequency of the pulses at the output of the generator 5 controlled frequency;

С - длительность импульсов, поступающих на термистор; п - коэффициент делени  делител  7 частоты.C - the duration of the pulses fed to the thermistor; n is the division factor of the frequency divider 7.

Из этого вьфажени  можно определить чувствительность S р самобалансирующей мостовой схемы по мощности разогреваFrom this output, it is possible to determine the sensitivity S p of the self-balancing bridge circuit by the heating power

S - - Р.сS - - R. s

2-и.-С 2-and.-C

Дл  исключени  шунтировани .мостовой схемы выходным сопротивлениемTo avoid shunting the bridge circuit by output impedance

При воздействии на термистор из- источника 10 питани , а следовательмен клцейс  температуры окружающей среды, эквивалентной дополнительной мощности его разогрева, раваой ЛР,When exposed to the thermistor from the power supply source 10, and the investigator’s control of the environmental temperature, equivalent to the additional power of its heating, the RL,

но, исключени  уменьшени  амплитуды импульсного сигнала, его следует выполн ть в виде источника тока.but, to avoid reducing the amplitude of the pulsed signal, it should be performed as a current source.

первоначально происходит разбала.нс мостовой схемы. Однако затем возникающий сигнал разбаланса приводит к изменению частоты генератора 5 управл емой частоты, а следовательно, и мощности его разогрева на величину 4Р, благодар .чему мост возвращаетс  в сбалансированное, состо ние. При этом измене1ше частоты на выходе генератора 5 определ етс  соотношениемInitially a breakdown of the bridge circuit occurs. However, the resulting imbalance signal then leads to a change in the frequency of the oscillator 5 of the controlled frequency, and consequently, its heating power by 4P, due to which the bridge returns to a balanced state. In this case, the frequency change at the output of the generator 5 is determined by the ratio

jf р 8р-йРjf p 8r-yr

So-H-de H-4eSo-H-de H-4e

п Rjn rj

гg

1one

0 0

00

5five

00

5five

где Н 5where h 5

00

посто нна  рассе ни  термистора , constant dissipation of thermistor

0 - изменение температуры окружающей среды, с.0 - change in ambient temperature, p.

Из этого выражени  видно, что по сравнению с прототипом, при воздействии на термистор одной и той же величины Лб изменение частоты Л на., выходе генератора 5 в п раз больше, что ведет к повьщгенню точности измFrom this expression it can be seen that when compared with the prototype, when the same value Lb is applied to the thermistor, the change in the frequency Л is on, the output of the generator 5 is n times larger, which leads to an increase in the accuracy of

рени , , ,Reni,,,

1one

Использование делител  6 частоты позвол ет также практически полностью исключить погрешности из-за искажени  пр моугольной формы импульсного сигнала и нестабильности его дпительности, обусловленные фронтамиThe use of frequency divider 6 also makes it possible to almost completely eliminate errors due to the distortion of the rectangular shape of the pulsed signal and the instability of its multiplicity caused by fronts

ИГ ПУЛЬСОВ .IG PULSE.

Делитель 7 частоты позвол ет получить частоту импульсного сигнала, поступающего на термистор, достаточно небольшой, при которой длительность S питающих импульсов много больше длительности их фронтов и вли ние последних на стабильность площади импульсов и их форму практически отсутствует. Формирователь 11 управл ющих импульсов формирует однопол рные импульсы длительностью менее С, расположенные на временной оси внутри первой половины двупол р- |ного импульса (фиг.2), исключа  тем самым вли ние фронтов бипол рных импульсов на работу амплитудного фазового детектора 3.The frequency divider 7 makes it possible to obtain the frequency of the pulse signal supplied to the thermistor, which is rather small, at which the duration S of the supply pulses is much longer than the duration of their fronts and the influence of the latter on the stability of the pulse area and their shape is practically absent. The driver 11 of the control pulses generates unipolar pulses of duration less than C located on the time axis within the first half of the bipolar p pulse (figure 2), thereby excluding the influence of the fronts of bipolar pulses on the operation of the amplitude phase detector 3.

Дл  исключени  шунтировани .мостовой схемы выходным сопротивлениемTo avoid shunting the bridge circuit by output impedance

но, исключени  уменьшени  амплитуды импульсного сигнала, его следует выполн ть в виде источника тока.but, to avoid reducing the amplitude of the pulsed signal, it should be performed as a current source.

о р мул аo r mula

5 .14640505,146,450

изобрете.ни  темInvention

ти и тудн запо тель тель с вы частyou and t

Цифровой измеритель температуры, содержащий мостовую схему с терморезистором в одном из плеч, подключенную измерительной диагональю к входу усилител  разбаланса мостовой схемы, источник питани , соединенный с диагЬналью питани  мостовой схемы, генератор управл емой частоты, выход которого подключен к первому входу вычитател  .импульсных последовательностей , второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а выход - с входом измерител  частоты, формирователь бипол рных импульсов, выход которого через аттенюатор импульсного сигнала св зан с диагональю питани  мостовой схемы,, отличающийс  A digital temperature meter containing a bridge circuit with a thermistor in one of the arms, connected by a measuring diagonal to the input of the imbalance amplifier of the bridge circuit, a power source connected to the power circuit of the bridge circuit, a controlled frequency generator, the output of which is connected to the first input of the subtractor of pulse sequences, the second input of which is connected to the output of the reference frequency generator, and the output is connected to the input of a frequency meter, a driver of bipolar pulses, the output of which is through an attenuator mpulsnogo signal coupled to the bridge circuit supply diagonal ,, wherein

темby that

, что, с целью повьшени  точное- i ти измерени , в него введены амппи- тудньп1 фазовый детектор, аналоговое запоминающее устройство, форм11рова- тель управл ющих импульсов и делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора управл емой частоты, а выход подключен к входу.that, in order to increase the measurement accuracy, an amplitude detector1 phase detector, an analog storage device, a control pulse former and a frequency divider, the input of which is connected to the output of the controlled frequency generator, and the output connected to the input .

Q формировател  бипол рных импульсов, причем вход амплитудного фазового детектора соединен с выходом усилител  разбаланса мостовой схемы, управл ющий вход амплитудного фазовогоQ bipolar pulse generator, with the input of the amplitude phase detector connected to the output of the unbalance amplifier of the bridge circuit, which controls the input of the amplitude phase

5 детектора соединен через формирователь управл ющих импульсов с выходом формировател  бипол рных импульсов, а выход подключен к входу аналогового запоминанлцего устройства, выход ко0 торого соедикей с генератором управл емой частоты.The detector 5 is connected via a control pulse shaper to the output of a bipolar pulse shaper, and the output is connected to the input of an analog storage device, the output of which is connected to a controlled frequency generator.

а Щ,,)Q36Hand u ,,,) Q36H

SS

иупрАФИ дiuprAfi d

%// 1%// one

гg

8eight

Claims (1)

Формула изобретения i Цифровой измеритель температуры, содержащий мостовую схему с терморезистором в одном из плеч, подключенную измерительной диагональю к входу усилителя разбаланса мостовой схемы, источник питания, соединённый с диагдналью питания мостовой схемы, ю генератор управляемой частоты, выход которого подключен к первому входу вычитателя импульсных последовательностей, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной 15 частоты, а выход - с входом измерителя частоты, формирователь биполярных импульсов, выход которого через аттенюатор импульсного сигнала связан с диагональю питания мостовой схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения точное- > ти измерения, в него введены амплитудный фазовый детектор, аналоговое запоминающее устройство, формирователь управляющих импульсов и делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора управляемой частоты, а выход подключен к входу, формирователя биполярных импульсов, причем вход амплитудного фазового детектора соединен с выходом усилителя разбаланса мостовой схемы, управляющий вход амплитудного фазового детектора соединен через формирователь управляющих импульсов с выходом формирователя биполярных импульсов, а выход подключен к входу аналогового запоминающего устройства, выход которого соединен с генератором управляемой частоты.Formula of the invention i Digital temperature meter containing a bridge circuit with a thermistor in one of the arms, connected by a measuring diagonal to the input of the unbalance amplifier of the bridge circuit, a power source connected to the diagonal of the bridge circuit power supply, a controlled frequency generator, the output of which is connected to the first input of the pulse subtractor sequences, the second input of which is connected to the output of the reference frequency generator 15, and the output to the input of the frequency meter, a bipolar pulse shaper, the output of which through the attenuator of the pulse signal is connected to the diagonal of the power supply of the bridge circuit, characterized in that, in order to increase the exact-> type of measurement, an amplitude phase detector, an analog storage device, a driver of control pulses and a frequency divider are introduced into it, the input of which is connected to the output of the generator controlled frequency, and the output is connected to the input of the bipolar pulse shaper, and the input of the amplitude phase detector is connected to the output of the unbalance amplifier of the bridge circuit, the amplitude control input one phase detector is connected through a shaper of control pulses to the output of the shaper of bipolar pulses, and the output is connected to the input of an analog storage device, the output of which is connected to a controlled frequency generator.
SU874286417A 1987-07-17 1987-07-17 Digital thermometer SU1464050A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874286417A SU1464050A1 (en) 1987-07-17 1987-07-17 Digital thermometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874286417A SU1464050A1 (en) 1987-07-17 1987-07-17 Digital thermometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1464050A1 true SU1464050A1 (en) 1989-03-07

Family

ID=21320258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874286417A SU1464050A1 (en) 1987-07-17 1987-07-17 Digital thermometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1464050A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №1000786, кл. G 01 К 7/24, 1983. Авторское свидетельство СССР № 1312405, кл. G 01. К 7/24, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2678581A (en) Signal comparison apparatus
EP0774178B1 (en) Detection circuit with hysteresis proportional to the peak input voltage
US3875501A (en) Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus
FR1576123A (en)
HU196513B (en) Apparatus for measuring voltage by sampling
US5150611A (en) Flow sensor
US4318055A (en) Digitally controlled phase lock distillator system
SU1464050A1 (en) Digital thermometer
EP0088561B1 (en) Capacitor monitoring circuit
US3412331A (en) Random sampling voltmeter
US3757214A (en) Programmable multi mode phase sensitive voltmeter
US3349251A (en) Level sensor circuit
US3805046A (en) Logarithmic conversion system
US3219929A (en) Thermionic square law indicating device wherein cathode power dissipation is maintained constant to provide an indication of the magnitude of the unknown signal
Weir et al. Versatile Triangular Sweep Generator
JPS62153779A (en) Proper compensation indicator for compensating network
US3746968A (en) Amplitude-to-frequency converter
SU1312405A1 (en) Thermoresistive temperature meter with digital indication
JP2680807B2 (en) Amplifier circuit for diode detection output
Chase A servo-stabilized analogue-to-digital converter for high resolution pulse-height analysis
US3348053A (en) Amplifier clamping circuit for horizon scanner
SU243720A1 (en) ELECTRONIC MULTI-DEFINITION MILLIVOLTMETER EFFECTIVE VALUES
SU533897A1 (en) A device for recording amplitudes in acoustic logging of wells
RU2017087C1 (en) Temperature gauge with frequency output
SU1327025A1 (en) Magnetometer