SU728002A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Description

Изобретение относится к области термомег рйи и может быть использовано в цифровых устройствах для измерения температуры.

Известны устройства для измерения температуры, содержащие терморезистор, преобразователь температуры в частоту следования импульсов и счетчик [1].

Точность измерения этими устройствами в значительной степени зависит от стабильности ⁷ работы генераторов импульсов и от нестабильности источников питания.

Известно также устройство для измерения температуры, содержащее термометр сопротивления, мостовую схему, время-импульсный преобразователь напряжения, генератор импульсов, блок деления частоты, счетчик импульсов, электронные ключи и блок совпадения [2].

Известное устройство имеет сложную конструкцию, обусловленную наличием механических элементов в конструкции время-импульсного ' преобразователя. Механические элементы отрицательно сказываются на точности измерения и быстродействии устройства.

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение конструкции устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве содержащем генератор импульсов, делитель частоты, счетчик импульсов и блок совпадения, блок деления частоты выполнен с зависимым от температуры коэффициентом деления и входом подключен к выходу генератора импульсов, а выходом к одному из входов блока совпаде- _; ния, к другому входу которого подключен выход генератора импульсов, а выход блока совпадения подключен к счетчику импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — один из вариантов принципиальной схемы устройства.

Устройство содержит генератор импульсов 1, блок 2 деления частоты с зависимым от температуры коэффициентом деления, блок совпадения 3 и счетчик импульсов 4. Выход генератора импульсов 1 подключен на вход блока 2 деления частоты и один из входов блока совпадения 3, другой вход которого подключен к выходу блока 2 деления частотЪ, а выход ко входу счетчика, импульсов 4.

Устройство работает следующим образом.

Генератор импульсов 1 вырабатывает 'прямоугольные импульсы напряжения, частота следования которых f. Эти импульсы поступают одновременно на блок деления частоты с зависимым от температуры коэффициентов деления п^; и на блок совпадения.. В исходном состоянии . блок совпадения 3 пропускает на вход счетчика'4 импульсы. Через некоторое время t блок деления частоты с зависимым от температуры коэффициентом деления вырабатывает стоп-импульс, закрывающий блок совпадения. Число' импульсов N, прошедших на счетчик импульсов 4 зависит от коэффициента деления п. Это нетрудно показать математически.

Время через которое блок'деления частоты с зависимым от температуры коэффициентом деления вырабатывает стоп-импульс ^t=f ’ 'как частота следования стоп-ймпульсов, f^!=f/_n следовательно

N = f.t = f·- = η. f

Из ’ЗтУг’о’ выражения видно, что число импульсов генератора 1, прошедших на счетчик импульсов 4, не зависит от частоты генератора - “у напряжения· его питания, а ‘ зависит только от коэффициента деления блос зависимым от температуры коэффициентом деления.

Коэффициент деления блока'ДелёййЯ частоты с зависимым от температуры коэффициентом деления пропорционален измеряемой температуре, а значит при соответствующем” выборе' величины η показания счетчика будут соответ' ствовать численному значению измеряемой температуры.

Генератор импульсов 1 построен на трех инверторах, замкнутых в кольцо через резистор обратной связи. С помощью конденсатора вводится положительная обратная связь, охва” ~ тЫвающая первые два инвертора, что и обуславливает возникновение автоколебании.

Блок деления частоты с зависимым от температуры коэффициентом деления выполнен на трех элементах И-НЕ, конденсаторе и терморезисторе. При поступлении От генератора ⁴ на вход блока 2 первого импульса, он проходит через первый логический элемент и разряжает конденсатор. Это приводит к закрыванию выходного логического элемента. Время нахождения выходного логического элемента в закрытом состоянии определяется временем разряда конденсатора через терморезистор. До тех пор пока конденсатор не разрядится, импульса (стоп-импульса с частотой f¹) на выходе не будет.

После разрядки конденсатора блок 2 возвращается в исходное состояние. Изменение величины сопротивления от температуры термосопротивления приводит к изменению времени разряда конденсатора, а следовательно и к изменению коэффициента деления η частоты f.

Блок совпадения 3 и счетчик импульсов 4 собраны на триггерах и логических тах по широко известным схемам.

Таким образом, выполнение блока частоты циейтом ленным простой тоты которого не влияют на точность измерения, следовательно вестное устройство бариты и вес.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области термомо рйи и может быть использовано в цифровых устройствах дл  измерени  температуры. Известны устройства дл  измерени  темпе ; ратуры, содержащие терморезистор, преобразователь температуры в частоту следовани  им . пульсов и счетчик 1. Точность измерени  этими устройствами в значительной степени зависит от стабильности работы генераторов импульсов и от нестабильности источников питани . Известно также устройство дл  измерени  темпера туры, содержащее термометр сопротшлени , мостовую схему, врем -импульсный преобразователь напр жени  генератор импульсов, блок делени  частоты, счетчик импульсов, элект ронные ключи и блок совпадени  2. Известное устройство имеет сложнуй конструкцию , обусловленную наличием механических элементов в конструкции врем -импульсного преобразовател . Механические элементы отрицательно сказываютс  на точности измерешш и быстродействии устройства. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и упрощение конструкции устройства . Цель достигаетс  тем, что в устройстве содержащем генератор и тульсов, делитель частоты , счетчик импульсов и блок совпадени , блок делени  частоты вьшолнен с зависимым от температуры коэффициентом делени  и входом подключен к выходу генератора импульсов, а выходом к одному из входов блока совпаде- ; ни , к другому входу которого подключен выход генератора импульсов, а выход блока совпадени  подключен к счетчику импульсов. На ф1гг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - один из вариантов принципиальной схемы устройства. Устройство содержит генератор импульсов 1, блок 2 делени  частоты с зависимым от температуры коэффициентом делени , блок совпадени  3 и счетчик импульсов 4. Выход генератора импульсов 1 подключен на вход блока 2 делени  частоты и один из входов блока совпадени  3, другой вход которого подключен к вьЬсоду блока 2 делени  частоЛ, а выход -ко входу счетчика, импульсов 4. Устройство работает следующим образом. Генератор импульсов I вырабатываетпр мо угольные импульсы напр жени , частота следовани  которых f. Эти импульс) поступают одновременно на блок делени  частоты с зависимым от температуры коэффициентов делени  п и на блок совпадени .. В исходном состо нии . блок совпадени  3 пропускает на вход счетчика 4 импульсы. Через некоторое врем  t блок делени  частоты с зависимьгм от температуры коэффициентом делени  вырабатывает стоп-импуаьс , закрьюающий блок совпадега . Число импульсов N, прошедших на счетчик импульсов 4 зависит от коэффициента делени  п. Это нетрудно показать математически. Врем  через которое блокделени  частоты с зависимым от температуры коэффициентом делени  вырабатывает стоп-ймпульс - ittKgaK частота следовани  стоп-импульсов, следовательно N f.t f-- п. Из ЗтУГб вьгражени  видно, что число импульсов генератор 1, прошедших на счетчик импульсов зависит от частоты генератора у j gg ggfjjjj jioc напр жени  его пктаШ 7 а зависит только от коэффициента делени  бло° 1 да|ШГ частбты с завйсймьш от температуры коэффициентом делени . Коэффивдент делени  блс айеЖййН частот с зависимым от температуры коэффииойШтом деле1ш  пропорционален измер емой темпераtype , а значит при соответствующем вьгбор величины п показани  счетчика будут соответствоватьЧйс|1ейному значению измер емой тем пературы. Генератор импульсов 1 построен на трех ийверторах, замкнутых в кольцо черей резистор обратной св зи. С помощью конденсатора вводитс  положительна  обратна  св зь, озша тьйваища  первые два инвертора, что и обуславливает возникновение автокрлебзний. Блок делени  частоты с зависимым от температуры коэффициентом делени  вьтолне ш трех элементах И-НЕ, конденсаторе и терморезисторе . При поступлении От генератора 4 1 на вход блока 2 первого импульса, он проходит через первый логический элемент и разр жает конденсатор. Это приводит к закрыванию выходного логического элемента. Врем  нахождени  выходного логического элемента в закрытом состо нии определ етс  временем разр да конденсатора через терморезистор. До тех пор пока конденсатор не разр дитс , импульса (стоп-имнульса с част;отой f) на выходе не будет; После разр дки конденсатора блок 2 возвращаетс  в исходное состо ние. Изменение сопротивлени  от температуры термосопротивлеш  пртгеодит к изменению времени разр да конденсатора, а следовательно и к изменению коэффициента делени  п частоты f. Блок совпадени  3 и счетчик импульсов 4 собраны на триггерах и логических элементах по широко известным сх§мам. Таким образом, выполнение блока делени  частоты с зависимым от температуры коэффициентом делени  и подклйчение его определенным образом позвол ет применить любой простой генератор импульсов, колебани  частоты которого не вли ют на точность измерени , следовательно значительно упростить известное устройство снизить его стоимость, габариты к вес. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  температуры, содержащее термометр сопротивлени , генератор импульсов, блок дедеки  частоты, -блок совпадени  и счетчик импульсов, отл И чающеё с   тем, что,с Целью повыщени  точности и упрощени  конструкции устройства, блок делений частоты Вьтолнен с зависимым от температуры коэффициентом делени  и входом подключен к вьгходу генератора илотульсов, а выходом к одному из входов блока совпадений , к другому входу которого подключен вьЁсод генера 0ра имйульсов, причем вьрсод блока совпадений подгслючен к счетчику импульсов . - . Источники информации. Прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 235355, кл. G 01 К 7/20, 1967.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 236061, кл. G 01 К 7/20, 1967 (прототип).

   .

   3

   ЧЬг h