SU830151A1

SU830151A1 - Temperature measuring device

Info

Publication number: SU830151A1
Application number: SU792795366A
Authority: SU
Inventors: Виктор Григорьевич Брандорф; Вадим Адольфович Голембо; Владимир Леонидович Котляров; Людмила Викторовна Ольшевская
Original assignee: Львовский Ордена Ленина Политехническийинститут; Львовский Лесотехнический Институт
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1979-07-10
Publication date: 1981-05-15

Description

Изобретение относитс к термометрии . Известно устройство дл измерени температуры, содержащее датчик температуры с ча стотным выходом, ключ, счетчик, генератор опорной частоты и схему управлени Il|. Однако данное устройство не обладает требуемой точностью измерени из-за погрешности, обусловленной нелинейностью датчика. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл измерени температуры содержащее датчик температуры с частотным выходом, ключ, выход которого подключен к счетному входу счетчика результата, подсоединенного выходами ко входам индикаторного регистра результата, генератор опорной частоты , выход которого подключен ко входу делител опорной частоты, подсоединенного ко входам схемы И и входу схемы управлени , выходы которой под ключены ко входу счетчика, управл ющему входу ключа и входу Перенос индикаторного регистра результата 2| Однако известное устройство также не облажает требуемой точностью измерени из-за погрешности, обусловленной нелинейностью датчика температуры . Цель изобретени - повьшение точности измерени за счет устранени погрешности, вызванной нелинейностью датчика. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство введены запоминающий блок, вычитатель, распределитель уровней, тактирующий блок, схемы больше-меньше, две группы схем И, схемы ИЛИ, причем выходы счетчика результата подключены ко входам всех схем больше-меньше и входу вычитател , ко второму входу которого подключены выходы запоминающего блока, соединенного адресными входами с выходами распределител уровней, счетный вход которого подсоединен к выходу, схемы ИЛИ и к импульсному входу вычитател , под1слк1ченного выходами к установочным входам счетчика результата, при этом выход датчика температуры подсоединен ко входу ключа через тактирующий блок, к синхронизирующему входу :;оторого подключен выход генератора опорной частоты, а вход Сброс распределител уровней подсоединен к выходу делител опорной частоты, при чем второй вход схемы управлени подключен к выходу второй схемы ИЛИ и вторые входы схем больше-меньше подсоединены к посто нным числовым уровн м, а их выходы - к входам первой дополнительной группы схем И, к другим входам которых и ко BXQ дам первой схемь ИЛИ подключены выходы второй дополнительной группы схем И, входы которых подсоединены к выходам делител опорной частоты, при этом выходы основной схемы И и первой дополнительной группы схем И подключены ко входам второй схемы ИЛИ.This invention relates to thermometry. A device for measuring temperature is known, comprising a temperature sensor with a frequency output, a key, a counter, a reference frequency generator and an Il | control circuit. However, this device does not have the required measurement accuracy due to the error due to the non-linearity of the sensor. The closest to the technical essence of the invention is a device for measuring temperature containing a temperature sensor with a frequency output, a key whose output is connected to the counting input of a result counter connected by outputs to the inputs of a result indication register, a reference frequency generator, the output of which is connected to the input of a divider reference the frequency connected to the inputs of the And circuit and the input of the control circuit, the outputs of which are connected to the counter input, the control input of the key and the input Transfer indicator th result register 2 | However, the known device also does not obscure the required measurement accuracy due to the error caused by the nonlinearity of the temperature sensor. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by eliminating the error caused by the non-linearity of the sensor. The goal is achieved by introducing a storage unit, a subtractor, a level distributor, a timing unit, more-less circuits, two groups of AND circuits, OR circuits, the outputs of the result counter being connected to the inputs of all of the more-less circuits and the second input of which is connected to the outputs of the storage unit connected by address inputs to the outputs of the level distributor, the counting input of which is connected to the output, the OR circuit and to the pulse input of the subtractor connected to the outputs to the inputs of the result counter, the output of the temperature sensor is connected to the key input via a clock unit, to the clock input:; the output of the reference frequency generator is expensively connected, and the Reset input of the level distributor is connected to the output of the reference frequency divider, and the second input of the control circuit is connected to the output of the second circuit OR and the second inputs of the circuits are more or less connected to constant numerical levels, and their outputs to the inputs of the first additional group of circuits AND, to the other inputs of which, and to BXQ, I will give the first OR circuit By connecting the outputs of the second additional group of AND circuits whose inputs are connected to the outputs of the reference frequency divider, wherein outputs of the main circuit and the first and additional group AND circuits are connected to inputs of the second OR circuit.

Кроме того, число схем большеменьше и схем И в каждой из дополнительной групп равно количеству узлов аппроксимации характеристики датчика температуры.In addition, the number of schemes is smaller and the AND schemes in each of the additional groups are equal to the number of nodes approximating the characteristics of the temperature sensor.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на г. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу счетчика термометра.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; on r. 2 - time diagrams that show the operation of the thermometer counter.

Устройство содержит датчик 1 температуры с частотным выходом, тактирукиций блок 2, ключ 3, счетчик 4 результата, индикаторный регистр 5, вычитатель 6, схемы большеменьше 7, запоминающий блок 8, распределитель 9 уровней, схему ИЛИ 10, генератор 11 опорной частоты, схему 13 управлени , вторую схему ИЛИ 14, первую группу схем И 15, вторую группу схем И 16, основную схему И 17, делитель 12 опорной частоты.The device contains a temperature sensor 1 with a frequency output, a block 2 clock, a key 3, a result counter 4, an indicator register 5, a subtractor 6, circuits larger than 7, a storage unit 8, a 9 level distributor, an OR circuit 10, a reference frequency generator 11, a circuit 13 control, the second circuit OR 14, the first group of circuits And 15, the second group of circuits And 16, the main circuit And 17, the divider 12 of the reference frequency.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Через схему 13 управлени генератор 11 опорной частоты непрерывно подает импульсы на вход делител 12 опорной частоты, импульсы переполнени которого поступают на вход устройства 13 управлени . Очеред- . ным импульсом переполнени делител 12 ,в счетчик 4 заноситс в обратномThrough the control circuit 13, the reference frequency generator 11 continuously supplies pulses to the input of the reference frequency divider 12, the overflow pulses of which are fed to the input of the control unit 13. The queue. With the high pulse of the overflow of the divider 12, the counter 4 is entered in the opposite direction.

301514301514

коде число N F t. Затем открываетс ключ 3, и импульсы от датчика I через тактирующий блок 2 и ключ 3 начинают поступать на счетчик 4 результата. Через врем t после начала счета срабатывает схема 16-1. Если при этом число в счетчике 4 меньше N., то с выхода схемы 7-1 поступает I, и импульс с выхо10 Д схемы 16-1 через схему 15-1 и схему 14 поступает на вход схемы 13 управлени , котора в ответ на этот импульс вырабатывает импульс-С. переноса в регистр 5 результата числа, имеющегос в этот момент в счетчике 4 результата, и закрывает ключ 3. На этом процесс измерени температуры заканчиваетс (лини 1 на фиг. 2). Если же через врем t после начала счета число в счетчике оказываетс больше N, то в момент срабатывани схемы 16-1 схема 7-1 находитс в состо нии О. Лоэтому импульс с выхода схемы 16-1 черезCode number N F t. Then, the key 3 is opened, and the pulses from the sensor I through the clock unit 2 and the key 3 begin to flow to the counter 4 of the result. After time t after the start of counting, the circuit 16-1 is triggered. If the number in the counter 4 is less than N., then the output of the circuit 7-1 enters I, and the pulse from the output 10 D of the circuit 16-1 through the circuit 15-1 and the circuit 14 enters the input of the control circuit 13, which in response to this impulse produces impulse-C. transfer to the register 5 of the result of the number present at the moment in the counter 4 of the result, and closes the key 3. The process of measuring the temperature ends therewith (line 1 in Fig. 2). If, however, t after the start of counting, the number in the counter is greater than N, then at the time of the operation of circuit 16-1, circuit 7-1 is in the state O. Therefore, the pulse from the output of circuit 16-1 through

25 схему 10 поступает на импульсный вход вычитател 6 и на вход распределител 9. Импульс, поступающий на импульсный вход вычитател 6, вызьюает уменьшение числа счетчика25, the circuit 10 is supplied to the pulse input of the subtractor 6 and to the input of the distributor 9. The pulse supplied to the pulse input of the subtractor 6 causes a decrease in the number of the counter

30 на iN, так как на информационные входы вычитател 6 поступают с одной стороны число с выходов счетчика 4, с другой стороны, с выходов запоминающего устройства В.- число30 to iN, since the information inputs of the subtractor 6 are fed from one side by the number from the outputs of counter 4, on the other hand from the outputs of the storage device B. - the number

35 а выход вычитател 6 соединен со вторым установочным входом счетчика 4. Импульс, поступающий на вход распределител 9, увеличивает его состо ние на 1, вызыва тем35 and the output of the subtractor 6 is connected to the second installation input of the counter 4. A pulse arriving at the input of the distributor 9 increases its state by 1, causing

40 самым по вление на выходе запоминающего блока числа дМ , которое понадобитс в том случае, если в момент t число в счетчике 4 результата превьшает . В момент времени40 is the most at the output of the memory block of the number dM, which is needed if at the moment t the number in the counter 4 exceeds the result. At the moment of time

45 t/2 анализируетс состо ние счетчика 4 результата. Если результат меньше N-, то на выходе схемы 7-2 будет 1, и импульс с выхода схемы 16-2 поступает через схему 15-2 на выход45 t / 2, the state of the result counter 4 is analyzed. If the result is less than N-, then the output of the circuit 7-2 will be 1, and the pulse from the output of the circuit 16-2 goes through the circuit 15-2 to the output

50 схемы 14, чем вызывает перенос результата устройством 13 управлени в индикаторный регистр 5 результата, закрывание ключа 3 и окончание цикла работы термометра. Если результат50 of the circuit 14, which causes the transfer of the result by the control device 13 to the result indicator register 5, the closing of the key 3 and the end of the thermometer operation cycle. If the result

Claims

55 is greater than N /, then the output of the circuit 7-2 will be O. The thermometer continues to operate as a pulse from the output; circuits 16–2, passing to the output of circuit U, cause subtraction from the 58 A counter of the number adding 1 to the distributor 9, which prepares the memory block 8 for supplying 6 numbers of N to the subtractor. The thermometer continues to work until time point C and so on. Thus, the essence of the operation of the thermometer is as follows. Impulses from the sensor are counted by counter 4 over time C. By the end of the time interval, the state of the counter 4 is analyzed. If it is less than the number N, then the measurement ends, if it is more, then the state of the counter 4 is reduced by a number and the counting process continues until the interval t. Then, the state of counter 4 is analyzed again, and if the number in it is less than AND, then the operation ends (line 2 in FIG. 2), and if it is greater than N, the number AN is subtracted from 4, and the counting process continues until time tj. At time t, the analysis of the state of the counter 4 is repeated (lines 3 and 4 in Fig. 2). If the measured temperature 9 is inside the first approximation area of the sensor characteristic, i.e. , then in the counter 4 the number N –N0 + Ft, –Pp C + ГРа + S is written (Q- in t. Considering that .1 is & Отс in From here Ml8, d, which means that thu in counter 4 falls the number of pulses equal to the number of units of the least significant bit of which the measured temperature consists. For the second stretch, the approximation (& ffQz can be written .., (Q, -e,) (t, LPo -i ®-.o) Sa ®®iyV i - 2, -.т.п Nu9,, 9. For the 3rd approximation area ,,, (e, - 00 (V (o SaCe., - e,) (Vt) 4Po 5Д-% } NuQ, -0, etc. 51 Thus, the proposed device allows working with temperature sensors with a frequency output that have a non-linear dependence of frequency on those At the same time, along with an increase in measurement accuracy (the error due to non-linearity of the characteristic is reduced to 0.06 ° C), the range of measured temperatures from -60 to + 120 ° C is expanded. Claim 1: A temperature measuring device containing a temperature sensor output, key, the output of which is connected to the counting input of the counter, connected by outputs to the inputs of the indicator register, generator of the reference frequency, output of which is connected to the input of the reference frequency divider, connected to the inputs And circuits and the input of the control circuit, the outputs of which are connected to the counter input, control key input and input Indicator register transfer, characterized in that, in order to improve measurement accuracy by eliminating the error from the nonlinearity of the sensor, a memory block, a subtractor, level distributor, clocking unit, more-less circuits, two groups of AND circuits, OR circuits, and the counter outputs are connected to the inputs of all larger-less circuits and the subtractor input, to the second input of which the outputs are connected its block connected by address inputs to the distributor outputs, the counting input of which is connected to the output of the OR circuit and to the pulse input of the subtractor connected by the outputs to the installation inputs of the result counter, while the output of the temperature sensor is connected to the input of the key through the timing unit, to the synchronization input of which is connected generator output of the reference part, and input Reset level distributor connected; to the output of the reference frequency divider, with the second input of the control circuit being connected to the output of the second OR circuit, and the second inputs of the circuits are more closely connected to the permanent

numerical levels, and their outputs - to the inputs of the first group of circuits AND, to the other inputs of which and to the inputs of the first circuit OR the outputs of the second group of circuits AND whose inputs are connected to the outputs of the reference frequency divider are connected, while the outputs of the main and first additional groups of circuits And connected to the inputs of the second circuit OR.

2, the device according to claim 1, characterized in that the number of circuits is more-less and the schemes AND in each of the additional groups is equal to

the number of nodes approximation characteristics of the temperature sensor.

Sources of information taken into account during the examination 1. Golembo B, A et al. About Put x

building digital piezoquartz temperature meters .. Testing and measuring equipment. 1971, No. 10, p. 45, fig. 2

2. Golembo B, A. et al. Piezoquartz analog-digital temperature transducers. Ed. Vishcha Lviv State University School, 1977, p. 147, fig. 7.1 (prototype)