Устройство для измерения температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопреобразователь с частотным выходом, подключенный к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора, а выход подключен к первому входу блока цифрового отсчета, делитель частоты, . вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, выход подключен к второму входу блока цифрового отсчета, а промежуточный выход соединен с первым входом фазочувствительного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерениятемпературы, в него дополнительно введен смеситель , первый вход которого соединен с выходом управляемого генератора, второй вход подключен к выходу генесл ратора опорной частоты, а выход соес динен с BTdpbiM входом фазочувствитель ного детектора. в / 4 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЮВ РЕСПУБЛИК

„SU„„3 I 34

315В С 01 К 7/32

БИСЩ9Щэ я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю\

° Ю

° °

Ме

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ (21) 3593127/18-10 (22) 18 ° 05.83 (46) 23.09.84. Бюл. Р 35 (72) В.Л.Котляров, Циммерман

Клаус (ГДР) и Б.И.Швецкий (7 1) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 310131, кл. С 01 К 7/00,1970..

2. Авторское свидетельство СССР

11 987412, кл. С 01 К 7/00, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопреобразователь с частотным выходом, подключенный к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора, а выход подключен к первому входу блока цифрового отсчета, делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, выход подключен к второму входу блока цифрового отсчета, а промежуточный выход соединен с первым входом фазочувствительного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыщения точности измерения температуры, в него дополнительно введен смеситель, первый вход которого соединен с выходом управляемого генератора, Щ второй вход подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход соединен с вторым входом фазочувствитель ного детектора.

1114901

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры термопреобразователями с частотным выходом, например пьеэокварцевыми датчи- ками температуры.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь с частотным выходом, подключенный через ключ к десятичному счет- 10 чику результата измерения, состоящему из последовательно соединенных тетрад, выход которого соединен с входом первого триггера знака, второй триггер знака, вход которого соединен с 15 выходом первого триггера, дешифратор двоично-десятичного кода, соединенный с катодами, цифровых индикаторных ламп, аноды которых соединены с выходами анодных усилителей, схему 20 управления, первый выход которой соединен с управляющим входом ключа, а второй выход — с установочными входами счетчика результата измерения и первого триггера знака Г11. 25

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения температуры при работе с высокочастотными термопреобразователями.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь с частотным выходом, подключенный к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора, а выход подключен к первому входу блока цифрового отсчета, делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, выход подключен к второму входу блока цифрового отсчета, а промежуточный выход соединен с первым входом фазочувствительного детектора в"ход которого сое- 4 динен с управляющим входом управляемого генератора, а также дополнительный делитель частоты i2>.

Недостатком известного устройства является его низкая точность иэ-за неустойчивой работы фазовой автоподстройки частоты, вызванная тем, что коррекция выходной частоты управляемого генератора под воздействием выходного напряжения фазочувствительного детектора производится в зависимости от его выходной частоты, поступающей на его вход только через делитель частоты, интегрирующее действие которого в цепи обратной связи фазовой автоподстройки частоты приводит к тому, что кратковременная нестабильность частоты на выходе управляемого генератора, поступающая

\ через смеситель на первый вход блока цифрового отсчета, вызывающая неустойчивость показания при постоянной температуре термопреобраэователя, не подвергается регулированию.

Кроме того, значение коэффициента деления дополнительного делителя частоты обратно пропорционально разности частот генератора, управляемого напряжением, и генератора опорной частоты, а качество регулирования системы фазовой автоподстройки частоты улучшается с уменьшением коэффициента деления делителя частоты, который особенно при большом значении его коэффициента деления сложен в реализации. !

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры. а также упрощение и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь с частотным выходом, подключенный к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора, а выход подключен к первому входу блока цифрового отсчета, делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, выход подключен к второму входу блока цифрового отсчета, а промежуточный выход соединен с первым входом фазочувствитель— ного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, дополнительно введен смеситель, первый вход которого соединен с выходом управляемого генератора, второй вход подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход соединен с вторым входом фазочувствительного детектора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения температуры содержит термопреобразователь 1 с частотным выходом, смеситель 2, управляемый генератор 3, дополнительный смеситель 4, фазочувствительный детектор 5, генератор 6 опорной час4901

При этом на выходе смесителя формируется сигнал с низкой частотой, пропорциональной величине Я(В- Ь,), а

10 следовательно, и измеряемой температуре.

45 детектора в результа- Кроме того, предлагаемое устройки устанавливается ство упрощается по сравнению с изстота сигнала на выхо- вестным для которого справедливо ого смесителя была К1 (4) игнала с промежуточно- а Оп К еля, т.е.

rpe Кг — коэффициент деления делите(2) ля частоты, так как дополнительный смеситель 4 по тота на выходе управ- сравнению с делителем частоора 3 равна ты, имеющим коэффициент деS5 ления К =К+1, значительно проще в реализации.

Тираж 822 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород,.ул.Проектная, 4 (3)

ВНИИПИ Заказ 6758/28

3 .111 тоты, делитель 7 опорной частоты и блок 8 цифрового отсчета.

Устройство работает следующим образом..

Термопреобразователь 1 с частотным

5 выходом вырабатывает сигнал, частота f< которого является информативным параметром измеряемой температу-.. ры 8 б.-f. 8(В-Ь,), (1) где f — частота выходного сигнала термопреобразователя при температуре о. =0 С;

S — крутизна термочастотной ха-, рактеристики термопреобразо- 5 вателя;

В в температура калибровки, 8=0 С. .Дпя работы устройства необходимо, обеспечить постоянство знака разностиgp частот термопреобразователя 1 fy u генератора 3, управляемого напряжением йг на выходе смесителя 2, реализуемое выбором соответствующего значеfr 5

Генератор 6 опорной частоты вырабатывает сигнал с частотой Гщ =Е„, который поступает на второй вход донолнительного смесителя 4 и вход делителя 7 °

С промежуточного выхода делителя 7 сигнал с частотой foð /К,где К вЂ” коэффициент деления делителя 7 опорной частоты до его промежуточного выхода, поступает на первый вход фазочувствительного детектора 5. А на выходе де5 лителя 7 формируется опорный интервал времени, в течение которого осуществляется подсчет блоком 8 цифрового отсчета импульсов, поступающих с выхода смесителя 2.

На первый вход дополнительного смесителя поступает сигнал с выхода управляемого генератора 3. Частота f генератора 3 сигналом с выхода фазочувствительного те автоподстрой такой, чтобы ча де дополнительн равна частоте с го выхода делит

foA т оп =К

При этом час ляемого генерат

К+1

f =f

Oll

С выхода генератора 3 сигнал с частотой fr поступает на второй вход смесителя 2, на первый вход которого поступает сигнал с выхода термопреобразователя.

Кратковременная нестабильность частоты следования импульсов на выходе генератора 3, управляемого напряжением, выражающаяся в "размытости" его фронтов, благодаря введению дополнительного смесителя 4, идентичного со смесителем 2 по его схеме и условиям работы (fg мало отличается от fo à fr выбрана равной fo). передается на вход фазочувствительного детектора 5 таким же образом, как и на первый вход цифрового отсчетного устройства.8, в результате чего подстройка частоты генератора 3,. управляемого напряжением, производится еще во время действия выходного импульса дополнительного смесителя 4, в течение которого возникла нестабильность частоты.

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства для измерения температуры перед известным заключается в том, что благодаря замене до полнительного делителя частоты на дополнительный смеситель кратковременные нестабильности частоты следования импульсов на выходе генератора, управляемого напряжением, подвергаются регулированию фазовой автопод-. стройки частоты, в результате чего повышается точность измерения температуры.