Цифровой измеритель температуры

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11), (511 4, G 01 К 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3771991/24-10 (22) 18.07.84 (46) 15.01.86. Бюл. В 2 (71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (72) А.С. Шахкамян и С.С, Шахкамян (53) 536.531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 754229, кл. G 01 К 7/16, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1015266, кл. G 01 К 7/16, 1983. (54)(57) 1. ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ TENПЕРАТУРЫ, содержащий источник тока, первый вывод которого подключен к первому токовому выводу термопреобразователя сопротивления, соединенному с первым входом первого переключателя, второй вход которого соединен с вторым выводом источника тока и первым выводом первого образцового резистора, второй. вывод которого соединен с:вторым входом второго переключателя, аналого-цифровой преобразователь, управляющий выход которого соединен с управляющими входами переключателей, а входы подключены к выходам переключателей, цифровой индикатор с дешифратором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, а также упрощения измерителя, в него введены преобразователь кодов и второй образцовый резистор, выводы которого соответственно соединены с вторым выводом термопреобразователя сопротивления и вторым выводом первого образцового резис,тора, соединенным с первым входом второго переключателя, при этом информационные входы преобразователя кодов соединены с выходами аналогоцифрового преобразователя, информационные выходы подключены к входам дешифратора, а управляющий вход соединен с выходом знакового разряда аналого-цифрового преобразователя и входом знакового разряда дешифратора.

2. Измеритель по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что преобразователь кодов содержит регистр памяти с инверсными и прямыми выходами, сумматор и переключатель, входы которого соединены соответственно с прямыми и инверсными выходами регистра памяти, управляющие входы соединены соответственно с инверсным и прямым выходами знакового разряда регистра памяти, а выходы подключены соответственно к первым входам сумматора, вторые входы которого, эа исключением младшего разряда, соединены с общий шиной измерителя, а вход младшего разряда соединен с инверсным выходом знакового разряда регистра.

12049

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к цифровым измерителям температуры с термопреобразователями сопротивления.

Цель изобретения — повышение точности измерения, а также упрощение измерителя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема цифрового измерителя температуры; на фиг. 2 — функциональная схема преобразователя прямого двоичного кода в дополнительный код.

Цифровой измеритель температуры (фиг. 1) содержит термопреобразователь сопротивления 1, первый и второй образцовые резисторы 2, 3, источник тока 4, двухпозиционные аналоговые переключатели 5, аналого-цифровой преобразователь 6 с двухтактным интегрированием и прямым двоичным выходным кодом (АЦП), преобразователь 7 прямого двоичного кода в дополнительный двоичный код, дешифратор 8 двоичного кода в код управления цифровым индикатором, цифровой индикатор 9. При этом АЦП 6 имеет управляющий выход для управления переключателями 5, а также знаковый выход (выход знакового разряда АЦП) и выход конца процесса преобразования.

Преобразователь кода 7 (фиг. 2) содержит регистр памяти 10 двоичного кода с прямым и инверсным выходами, переключатель 11 логических сигналов и двоичный сумматор 12. Регистр памяти 10 имеет информационные входы а,, ..., а„ двоичного кода, знаковый вход — вход управления а„„ и вход записи кода. Прямой и инверс4О ный выходы знакового разряда регистра памяти соединены с входами управления переключателя 11, который лостроен на логических элементах

2-2И-ИЛИ. Выходы переключателя сое45 динены с соответствующими входами сумматора 1 (с входами слагаемого числа А), вход младшего разряда слагаемого числа В сумматора соединен с инверсным выходом знакового разряда регистра памяти 10 (так как положительному входному коду соответствует "1" в знаковом разряде кода

АЦП 6), а входы остальйых разрядов числа В соединены с нулевой шиной.

Следовательно, при положительной измеряемой температуре а„, =1 и вход" ной код а, а, ..., а „в сумматоU1 =i(В.,+К,) =IR,(1+At)+R„= где К =R, (1+юг.) — сопротивление термопреобразователя при измеряемой температуре;

R, — сопротивление термопреобраэователя при t=0 С;

А — температурный коэффициент термопреобразователя;

, ==Х/(R,+R,);

R â€, сопротивление резистора 3;

I — ток.

Во втором такте по команде с

АЦП 6 подвижные контакты переключателей 5 устанавливаются в нижнее положение и на вход интегратора АЦП 6 подается напряжение (2) U.g=I ° R = I (R, +R,), где R — сопротивление резистора 2, которое выбирается равным величине (R, +R,), Напряжение UZ интегрируется до момента равенства нулю напряжения на выходе интегратора в течение интервала времени ц — (1о 1 ) 68

2 ре суммируется с числом В=О, поэтому на выходе сумматора получим прямой двоичный код а, а, ..., a>, При отрицательной измеряемой температуре а„ „ =0 на входы А, сумматора поступит инверсный код а„, а, ..., а„, который суммируют с числом В=0000,, ...1, и на выходе сумматора получим дополнительный код выходного прямого двоичного кода АЦП 6.

Цифровой измеритель температуры работает следующим образом.

В первом такте по команде с АЦП 6 подвижные контакты переключателей 5 устанавливаются в верхнее положение и на вход интегратора АЦП 6 в течение интервала времени, подается напряжение U с термопреобразователя 1 и образцового резистора 3„ равное

На выходе АЦП 6 получается цифровой двоичный код этого интервала времени в соответствующем масштабе

Nrfgtr =K(1++qt)=N,+aNr, (4) где fq — частота квантующих импульсов;

K=N, = Z,t †чис импульсов, соответствующее начальному сопротивлению термопреобразователя;

Если на выходе АЦП 6 имеется и-разрядньй прямой двоичный код числа Nz, соответствующий отрицательной температуре, то для дополнительного двоичного кода этого числа получим (N ) „ „=2 N-1, ..

Подставляя значение Nr, получим

Ь|)цок =2 (1 1о+ 1 1 ) =2 No a Nr °

Путем подбора параметров АЦП 6 можно обеспечить условие N,=2", тогда получим

1204968

Юдоли = aNr=K< {t1 (6) где К =И,, При положительных температурах

5 выходной код АЦП 6 пропорционален измеряемой температуре, если обес.печивается условие N,=2". Известно, что для положительного числа дополнительный код равен прямому коду, 10 следовательно, дополнительный код числа И1 (при условии N,=2" ) прямо пропорционален измеряемой температуре t. В цифровых измерителях температуры целесообразно обеспечить уси

15 ловие Кт=10 (при погрешности дискретности at=0,01 : надо иметь m=2).

Тогда для получим < =10 /N

=10 . 2 "

При m=2, n=15 получим

=3,037 10 1/ С, данное значение

А можно получить подключив последовательно с медным датчиком (а(=4,28 10 1/ С) резистор с сопро25 тивлением R, =0,402704 Rq. Знак изме-ряемой температуры получается от знакового (n+1)-го разряда цифрового счетчика АЦП 6 и через дешифратор 8 поступает на.цифровой индикатор 9.

1204968

Составитель В. Куликов

Редактор О. Колесникова Техред И.Асталош Корректор Е, Рошко Закаэ 8517/42 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

4илиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4