Многоканальный цифровой термометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я) 4 6 01 К 7/32 ф Q fg&lf q д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, 13

Ьй .ищт -,.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3319211/) 8-10 (22) 13.11.81 (46) 07.07.86. Бюл. 11 - 25 (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения

Научного центра Геофизика AH

АЗССР (72) Т.А. Исмаил-Заде, С.П. Григорян, Г.А. Ширазян, С.M. Багиров, С.А. Алиев и Н.П. Судаков (53) 536.53 (088.8) (56) Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. N.: Энергия, 1978, с. 136.

Авторское свидетельство СССР

11- 917003, кл. G 01 K 7/32, 1980. (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНЬЙ ЦИФРОВОЙ

ТЕРМОМЕТР, содержащий три автогене— ратора с термочувствительными пьезорезонаторами, делитель частоты, вход которого соединен с выходом второго автогенератора, два счетчика импульсов, входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго ключей, а выходы соединены с вычислительным блоком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены четвертый автогенератор с термочувствительным пьезорезонатором, три смесителя, реверсивный счетчик импульсов с дешифратором, триггеры, дополнительные счетчики импульсов и ключи, инвертор, вход которого соединен с выходом третьего ключа и первыми входами четвертого и пятого ключей, а выход соединен с первыми входами первого, второго, шестого, седьмого и восьмого ключей и входом первого триггера, первый выход котоÄÄSUÄÄ 1242728 A 1 рого соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика и вторым входом пятого ключа, а второй выход вЂ, с вторым управляющим входом реверсивного счетчика, вторым входом четвертого ключа и через второй триггер с третьим входом пятого ключа, четвертый вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход — с входом третьего триггера, выходы которого соответственно соединены с вторым входом восьмого ключа и первым входом девятого ключа, второй вход которого через третий счетчик соединен с выходом восьмого ключа, а выход подключен к входу четвертого триггера, первый выход которого соединен с вторым входом седьмого ключа, а второй выход — с вторыми входами первого, второго и шестого ключей и третьим входом четвертого ключа, выход которого подключен через пятый триггер к первым входам десятого и третьего ключей, второй вход которого соединен с делителем, при этом первый вход первого смесителя соединен с первым автогенератором и первым входом третьего смесителя, второй вход — с выходом третьего автогенератора, а выход— с третьими входами первого и седьмого ключей, первый вход второго смесителя соединен с вторым автогенератором, второй вход — с вторым входом третьего смесителя и четвертым автогенератором, а выход — с третьим входом второго ключа, выход третьего смесителя соединен с третьим входом шестого ключа, выход которого через четвертый счетчик импульсов соединен с вычислительным блоком.

1242728

11зобретение относится к области теплотехнических измерений и предназначенс для цифрового измерения темнературных полей в донных осадках морей и океянов, а также может быть использовано в различных отраслях промышленности и в научных исследованиях.

Ц пь изобретения — повышение точ-. ности измерения температуры. 1Î

11а чертеже изображена блок-.схема мно1оканального цифрового термометра.

Многоканальный цифровой термометр содержит первыи автогенератор 1 с термочувствительным пьезорезонатором, размещенным в первой точке 2 исследуемой среды, второй 3 и третий 4 автогенераторы с термочувствительными 1-..ьезорезонаторами, размещенными О во второй точке 5 исследуемой среды, четвертый 6 автогенератор с ТРрМочувс1вительнь1м пьезореэонатором, размещенным в третьей точке 7 исследуемой среды, смесители 8 — 1О, дели- 25 тепь 11 частоты, первый 12, второй

13, третий 14, четвертый 15, пятый

16, шестой 17, седьмой 18 восьмой

19 и девятый 20 ключи, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 четчики импульсов., реверсивный

=чет11ик 25 импульсов, первый 26, второй 27, третий 28, четвертый 29 и пятый 30 триггеры, инвертор 31, дешифратор 3?, реле ЗЗ времени, элек3$ тронный ключ 34, вычислительный блок также (не показаны) источник питания всех блоков, блок индикации и пульт управления устройством.

Конструктивно цифровой термометр может быть выполнен в виде измерительного зонда с термочувствительнь1ми пьезорезонаторами, соединенного с корпусом, внутри которого размешены все остальные блоки термометра.

Y 45

Термометр работает следующим образом.

При достижении определенной глубины термометром электронное реле

33 с к3почом 34 обеспечивают подачу напряжения питания на все элементы

50 устройства и установку их в исходные состояния.

Автогенераторы 1, 3, 4 и 6 начинают вырабатывать частоты Г, "(! Г

Г,1 iо4+ К,1111

Гр= Гь(+ Ку. t3;

ГЗ= i + Кьй31 .Г11= ГО4 К11lt, где „„,,:Гор. fo>> fog — постоянные составляющие частоты автогенераторов;

К;, „Кр, К s.,,,1(q — коэфф1фциенты термочувствительности пьезорезонаторов; значения температур в первой

2, второй 5 и третьей 7 точ— ках измерения.

Смесители 8 — 10 формируют разностные частоты 1Г<,, i ql H Г1 .

Гм .-0 К1t1 К4tа ЬГ13+ К1 4 и и и .Ц вЂ” 1 (— 1

-КЬ1-, ГМ = -Г1 =

+Кг"й- й, Г.11» -Г1 -Г31 =

+К,1 t4 -К311»" .--Ы1+ Ка " - 1А5 =13Г". 1

В 9 .fQq д +К,1 4 1" К 1 11 (2) Од11ако сигllG31bl с выходов телей на счетчики 21,22 и 24 не проходят.. так как ключи 12, 13 и 17 закрыты сигналом с выхода. триггера 29.

Делитель 11 с коэффициентом деления #

Г Ло Ио (з))

+ К t,<

Ключ 18 начинает пропускать па вход реверсивного счетчика 25 частоту f1 к:аждый раз с приходом очередного импульса измерительного временного интервала в течение времени 1-/2. Одновременно импульсы измерительного временного интервала поступают на триггер 26, который у"правляет реверсом реверсивного счетчика 25., так, ч"..о с приходом ка31 цого нечетного импульса измерительного временного интервала реверсивный счетчик 25 считает в направлении сложеEI»sE, а с приходом каждого четного импульса он считает Е3 направлении вычитания, С приходом первого импульса измерительного временного инревала на прямом выходе триггера 26 устанавливается логическая единица,. .оторая устанавливает триггер 27 в .остояние логической единицы на все

1242728 время измерения. Триггер 27 введен в схему для того, чтобы в исходном состоянии не сработал ключ 16, опрашивающий состояние дешифратора 32.

После окончания каждого четного импульса измерительного временного интервала осуществляется опрос состояния дешифратора 32 с помощью ключа

16 и затем установка реверсивного счетчика 25 в исходное состояние. На выходе дешифратора логическая единица появляется только тогда, когда в реверсивном счетчике зафиксировано число импульсов меньше наперед заданного числа (соответствующего за- 15 данной погрешности установления температуры).

С появлением логической единицы на выходе дешифратора в момент окончания очередного четного импульса из- 20 мерительного временного интервала срабатывает ключ 16, на его выходе появляется логическая единица, которая устанавливает триггер 28 в состояние логической единицы по прямому 25 выходу и в состояние логического нуля по инверсному выходу. Логическая единица на прямом выходе триггера 28 открывает ключ 19 для прохождения импульсов измерительного временного интервала на счетчик 23 импульсов с коэффициентом пересчета дца.

После прохождения двух импульсов счетчик 23 устанавливается в состояние логической единицы. Если в это же время ключ 16 подтверждает единичное состояние дешифратора 32, то триггер 28 вновь устанавливается в состояние логической единицы по инверсному выходу. Это гововит о том, что в течение двух циклов подряд анализа переходных процессов установления температуры подтвердилось состояние окончания переходных процессов с заданной погрешностью. Необходимость подтверждения состояния окончания переходных процессов два раза подряд обусловлена влиянием случайных погрешностей на работу анализатора переходных процессов. После двукратного5О подтверждения окончания переходных .процессов ключ 20 устанавливается в состояние логической единицы, триггер 29 устанавливается в состояние логической единицы по прямому выходу 5 тем самым подготавливая ключи 12, 13, 15 и 17 к передаче информации, и устанавливается в состояние логического нуля по инверсному выходу, закрывая ключ 18, тем самым отклю— чая .анализатор переходных процессов.

С приходом очередного нечетного импульса измерительного временного интервала на ключи 12, 13 и 17 через них начинают проходить частоты

Г чи Qq на счетчики 21 22 и 24 соответственно в течение времени .-/2. За это время в счетчиках зафиксировано соответственно Np, Б и Ny импульсов:

Ne

2Г 2(+1 + ) (hfqq+K tg 1 3 2 )У

Г Nd

21,„2 ох+К $ (4)

Сразу после окончания импульса длительностью -/2 ключ 15 открывается, на его выходе появляется логическая единица, которая устанавливает триггер 30 в состояние логи— ческого нуля, которое закрывает ключ 14 для дальнейшего прохождения импульсов измерительного временного интервала на схему и через электродный ключ 34 схемы включения питания обесточивает все элементы термометра за исключением счетчиков 21, 22 и 24 импульсов и вычислительного блока 35, в котором решается система трех уравнений (4) относительно

t g u tg. Вычисленные значения температур запоминаются в вычислительном блоке 35.

Через заданное время начинается подьем термометра на борт судна.

После подъема открывается доступ к пульту управления и блоку индикации, с помощью которого осуществляется съем запомненных в вычислительном блоке 35 показаний значений температур t, tq u ty.

Наличие в термометре новых элементов — четвертого автогенератора с термочувствительным пьезорезонатором, смесителей, дополнительных триггеров, ключей, счетчиков импульсов, инвертора . — выгодно отличает его от известного устройства, так как позволяет повысить точность измерения температуры и расширить сферу применения термометра.

1242728

Составитель В. Куликов

Техред О,Гортвай

Корректор И. Пожо

Редактор Н. Тупица

Заказ 3690/37 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,, r, Ужгород, ул. Проектная, 4