Устройство для измерения температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный конденсатор, источник напряжения, эталонный резистор, ключи , генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, блок выделения разности , кодов, выход которогоподключен к счетчику с цифровым индикатором , коммутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и установочными входами блока выделения разности кодов и счетчика , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены образцовый конденсатор, блок уставок кода и компаратор , входы которого соединены с термочувствительным и образцовым конденсаторами, соединенными с перBbDvi и вторым ключами, и через третий и четвертый ключи соответственно подключены,к последовательно соединенным эталонному резистору и источнику напряжения, а выход подключен к второму входу элемента совпадения , выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и § первым входом блока выделения ности кодов, второй вход которого подключен к выходу блока уставок кода, при этом выход генератора импульсов соединен с входами коммутатора и блока уставок кода, установочный вход которого соединен с выходом коммутатора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) 3(51) G 01 К 7 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3386909/18-10 (22) 23 ° 12.81 (46) 07.04.84. Бюл. )) 13 (72) A.Ô.Àëåéíèêoâ .(71) Специальное опытное проектноконструкторско-технологическое бюро

СО ВАСХНИЛ (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 821957, кл. G 01 К 7/34, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 974145 кл. G 01 К 7/16, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный конденсатор, источник напряжения, эталонный резистор клю3 чи, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, блок выделения разности. кодов, выход которого подключен к счетчику с цифровым индикатором, коммутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и установочными входами блока выделения разности кодов и счетчика, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены образцовый конденсатор, блок уставок кода и компаратор, входы которого соединены с термочувствительным и образцовым конденсаторами, соединенными с первым и вторым ключами, и через третий и четвертый ключи соответственно подключены к последовательно соединенным эталонному резистору и источнику напряжения, а выход подключен к второму входу элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и Я первым входом блока выделения разности кодов, второй вход которого подключен к выходу блока уставок кода, при этом выход генератора импульсов соединен с входами коммутатора и блока уставок кода, установочный вход которого соединен с выходом коммутатора.

1084626

Изобретение относится к температурным измерениям, а точнее к, .устройствам для измерения температуры посредством термочувствительнЫх конденсаторов °

Известно устройство для изМерения температуры, содержащее термочувствительный и образцовый. конденсаторы, источник питания, выполненный в виде генератора. переменного,,напряжения, трансформаторный компа атор IO тока, индикатор, трансформатор напряжения, первичная обмотка к торого соединена с генератором переменного напряжения, а вторичная - с первыми выводами конденсаторов, 35 вторые выводы которых соединейы с первой обмоткой компаратора тфка, вторая обмотка которого подключена к индикатору,. а выводы третьей регулируемой обмотки соединены с вторым выводом термочувствительного конденсатора и средней точкой, вторичной обмотки трансформатора,напряжения (1) .

Недостатки устройства - невысокая точность измерения при во действии дестабилизирующих факто ов, например воздействия электром гнитных помех или изменения температуры окружающей среды, а также высокая надежность и разрешающая спосфбность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь сопротивления, конденсатор, источник напряжения, эталонный резисто, ключи, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента 40 совпадения, блок выделения разности кодов, выход которого подключен к счетчику с цифровым индикаторОм, коммутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и установочными входами блока выд ления разности кодов и счетчика, а акже формирователь импульсов, нуль орган и преобразователь длительност импульсов в код. Принцип работы известного устройства основан на заряде конденсатора и разряде его через термопреобраэователь с одновремен.:ной регистрацией времени разряда, которое пропорционально емкости конденсатора и величине сопротивления термопреобраэователя (2) .

Известное устройство может работыть и а термочувствительным конденсатором, если включить его вместо обычного конденсатора, одн ко в 60 этом случае оно не может обес ечить высокой точности измерения в роком диапазоне температур.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры. 65

Поставленная цель достигается тем, что в. Устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный конденсатор, источник напряжения, эталонный резистор, ключи, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, блок выделения разности кодов, выход которого подключен к

I счетчику с цифровым индикатором, коммутатор, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и ус-, -тановочными входами блока выделения разности кодов и счетчика, введены образцовый конденсатор, блок уставок кода и компаратор, входы которого соединены с термочувствительным и образцовым конденсаторами, соединенными с первым и вторым ключа.ми и через третий и четвертый ключи соответственно оцключены к последовательно соединенным эталонному резистору и источнику напряжения, а выход подключен к. второму входу элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и первым входом блока выделения разности кодов, второй вход которого подключен к выходу блока уставок кода, при этом выход генератора импульсов соединен с входами коммутатора и блока уставок кода, установочный вход которого соединен с выходом коммутатора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для измерения температуры содержит термочувствительный конденсатор 1, образцовый конденсатор 2, источник 3 напряжения, эталонный резистор 4, первый 5, вто- рой 6, третий 7 четвертый 8 ключи, компаратор 9, элемент 10 совпадения, блок 11 выделения разности кодов, блок 12 уставок кода, счетчик 13, цифровой индикатор 14, генератор 15 прямоугольных импульсов, коммутатор

16, имеющий в своем составе, например, делитель 17 частоты, инвертор 18, два триггера 19 и 20 и два элемента

21 и 22 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 5 прямоугольных импульсов вырабатывает последовательность импульсов с периодом 2 . При включении устройства коммутатор в течение первого полупериода (интервала времени t ) вырабатывает сигнал, устанавливающий все блоки устройства в исходное состояние, и замыкает ключи 5 и 6. При этом конденсаторы 1 и 2 разряжаются .через ключи 5 и 6. В течение второго полупериода по сигналу с коммутатора замыкается ключ 8. Ключи 5-7 при этом

1084626

Составитель В.Куликов

Техред A.Áàáèíåö Корректор Г. Решетник

Редактор A.Kypax

Заказ 1984/35 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 разомкнуты. Конденсатор 2 заряжается за время t до напряжения U р =

%р

Uo (1-6 "

° и образцового конденсатора соответственно), а на выходе компаратора 9 устанавливается сигнал логической единицы. При поступлении второго импульса от генератора 15 на вход элемента 10 совпадения на его выходе появляется сигнал логической единицы, который замыкает ключ 7.

Ключи 5,6 и 8 при этом разомкнуты.

3а время действия второго импульса (в течение интервала времени tq) термочувствительный конденсатор .заряжается от источника 3 до напряжения Ul = U6(1-e ) где Cx - ве ICr o личина емкости термочувствительного конденсатора). В интервале между вторым и третьим импульсами ключ 7 разомкнут, так как на выходе эле-, мента 10 совпадения имеется сигнал логического нуля.

При поступлении на вход элемен-. та 10 третьего импульса на его выходе устанавливается сигнал логической единицы, ключ 7 замыкается на время действия третьего импульса, конденсатор 1 снаряжается до уровня U

U (1-6 " ). Процесс заряда кон30 денсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не сравняется с напряжением U, эапомненнымобразцовым конденсатором. Это произойдет после -N циклов заряда конден". З5 сатора 1. При этом число N = Cx/Ср °

В момент равенства напряжений на входе и выходе компаратора и соответственно на входе элемента совпадения устанавливается сигнал логического 40 нуля, ключ 7 размыкается, заряд кон- . денсатора 1 прекращается, также прекращается поступление импульсов с выхода элемента совпадения на вход блоха выделения разности кодов. Такое состояние сохраняется до следующего цикла работы устройства. Блок 14 выделения разности кодов и блок 12 уставок кода служат для формирования заданной температурной шкалы, например Цельсия. По сигналам с генератора импульсов в блоке 12 уставок кода устанавливается код, соответствующий величине емкости термочувствительного конденсатора нри

0 C. Блок выделения разности кодов исключает из информационного кода (в данном случае унитарного) эту величину, тем самым формируя нулевой код при 0 С. Счетчик 13 подсчитывает число импульсов, поступающих на его вход с выхода блока выделения разности кодов, которое пропорционально измеряемой температуре. .Коммутатор 16 работает следующим образом.

Импульсы с генератора 15 поступают через делитель 17 и инвертор 18 на входы триггера 19, который совместно с элементом 21 совпадения формирует сигнал, устанавливающий блоки устройства в исходное состояние и обеспечивающий разряд кондейсатоГ ров 1 и 2. Триггер 20 совместно с элементом 22 совпадения формирует по сигналам с выхода генератора 15 и триггера 19 импульс, длительностью tq обеспечивающий заряд конденсатора 2 в начале каждого цикла измерения.

Нали1ие в устройстве для измерения температуры новых элементов образцового конденсатора, блока установки кода, компаратора и новых связей между элементами устройства выгодно отличают его от прототипа,так как позволяет повысить точность измерения температуры, а также обеспечить регистрацию результатов измерения в единицах температуры.