Цифровой измеритель температуры
Изобретение относится к температурным измерениям. Цепь изобретения упрощение измерителя, путем исключения сумматора и повышение экономичности измерителя за счет уменьшения энергопотребляющих элементов. Измерения производятся методом двухкратного интегрирования. Постоянная времени интегрирования в первом и втором такте преобразования остается неизменной . На протяжении времени t с генератора 15 счетных импульсов через селектор 18 проходят импульсы на суммирующий вход реверсивного счетчика 20 импульсов. Окончание времени t, фиксируется срабатыванием нуль-органа 3. Во втором цикле работы подвижный контакт переключателя 2 через его первый вход подключается к источпику 1 опорного напряжения. На протяжении времени t с генератора 15 счетных импульсов через селектор 18 проходят импульсы на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 импульсов. i На схему 19 линеаризации импульсы с (Л генератора 15 импульсов через селектор 17 проходят на протяжении С времени t.,.tj-t, . Схема 19 линеаризации моделирует функцию преобразования термопреобразователя 5, и на цифровом отсчетном устройстве 21 получают показание, равное значению измеряемой температуры. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК дд4 G 01 К !/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3749737/24-10 (22) 07.06.84 (46) 30.10.86. Бюл. Р 40 (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Б. Здеб, P.Н. Огирко и В.А. Яцук (53) 536.531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1116329, кл. G 01 К 7/16, 1983.
Авторское свидетельство СССР
Р 1232962, кл, G 01 К 7/16, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗИЕРИТЕЛЬ ТЕИПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения— упрошение измерителя, путем исключения сумматора и повышение экономичности измерителя за счет уменьшения энергопотребляюших элементов. Измерения производятся методом двухкратного интегрирования. Постоянная времени интегрирования в первом и втором такте преобразования остается неизменной. На протяжении времени tz c генератора 15 счетных импульсов через селектор 18 проходят импульсы на суммируюций вход реверсивного счетчика
20 импульсов. Окончание времени С фиксируется срабатыванием нуль-органа 13. Во втором цикле работы подвижный контакт переключателя 2 через его первый вход подключается к источнику 1 опорного напряжения. На протяжении времени t с генератора 15 счетных импульсов через селектор 18 проходят импульсы на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 импульсов.
На схему 19 линеаризации импульсы с генератора 15 импульсов через селектор 17 проходят на протяжении времени С..=1 -,. Схема 19 линеари1. т эации моделирует функцию преобразования термопреобраэователя 5, и на цифровом отсчетном устройстве 21 получают показание, равное значению измеряемой температуры. 1 ил.
ti= — — Т
U<
Uo (.2 ) 1 1
Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к переносным цифровым измерителям температуры с использованием термопреобразователей сопротивления.
Целью изобретения является упрощение измерителя, путем исключения сумматора и повышение экономичности измерителя эа счет уменьшения числа энергопотребляющих элементов.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого цифрового измерителя температуры.
Измеритель температуры содержит источник 1 опорного напряжения, переключатель 2, первый образцовый резистор 3, второй образцовый резистор 4, термопреобразователь 5 сопротивления, первый операционный усилитель б, третий образцовый резистор 7, четвертый образцовый резистор
8, второй операционный усилитель 9, коммутатор 10, источник ll напряжения смешения, интегратор 12, нульорган 13, блок 14 управления, генератор 15 счетных импульсов, схему 16 индикации полярности, первый селектор 17, второй селектор 18, схему
19 линеаризации, реверсивный счетчик
20 импульсов, цифровое отсчетное устройство 21.
Цифровой измеритель температуры работает в два цикла следующим образом.
В исходном состоянии реверсивный счетчик 20 импульсов, схема 19 линеаризации и цифровое отсчетное усТройство 21, по сигналам с блока управления, установлены в нулевые состояния, подвижный контакт переключателя 2 через его второй вход подключен к общему проводу измерителя.
Измерения производятся методом двухкратного интегрирования.
В первом цикле измеряется напряжение
Цсн+ < C1) где U „ — напряжение источника напряжения смещения;
<> — приведенный ко входу интегратора дрейф эквивалентного напряжения смещения операционных усилителей 6 и 9.
Напряжение U преобразуется в ин-. тервал времени
267171 2 где U — напряжение источника опоро ного напряжения;
Т вЂ” время интегрирования напряжения.
Следует отметить, что постоянная времени интегрирования в первом и втором такте преобразования остается неизменной. На протяжении времени с генератора 15 счетных импульсов !
О через второй селектор 18 проходят импульсы на суммирующий вход реверсивного счетчика 20 импульсов. Окончание времени t фиксируется срабатыванием нуль-органа 13. В реверсивный !
5 счетчик 20 импульсов запишется число импульсов (3) где f — частота следования импуль— о сов с генератора 15 счетных
20 импульсов.
Во втором цикле работы подвижный контакт переключателя 2 через его первый вход подключается к источнику
1 опорного напряжения.
На вход интегратора 12 подается напряжение
2 где R< — сопротивление первого образцового резистора 3;
R — сопротивление второго об2 разцового рези"тора 4;
R> — сопротивление третьего образцового резистора 7;
R — сопротивление четвертого а образцового резистора 8;
R< — сопротивление термопреобразователя 5 сопротивления.
Напряжение U< преобразуется в интервал времени а R4 -R< + h + c<
2 !! Б Я Б Ц
Следует отметить, что интервал времени t формируется сигналом под45 ключения к входу интегратора 1 2 напряжения 0 и сигналом, фиксирующим срабатывание нуль-органа 13. В течение времени 1 с генератора 15 счетй ных импульсов через второй селектор
18 проходят импульсы на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 импульсов.
Первый селектор 17 по команде с блока 14 управления разрешает прохождение импульсов с генератора 15 счетных импульсов через схему 19 линеаризации на цифровое отсчетное устройство 21 в промежутке между сраба1267! 7!
ВНИИПИ Заказ 5752/35 Тираж 778
Подпис Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 т ыванием нуль-органа 13 и переходом через нуль реверсйвного счетчика 20 импульсов. Таким образом, на схему 19 линеаризации импульсы с генератора 15 импульсов через селектор 17 проходят в течение времени t> С,=t, t, (— -" — " - ). T. (6) 1 з 2 1О Для обеспечения линейной зависимости напряжения U от отклонения сопротивления терморезистивного преобразователя 5 обеспечивает равенство 2 Э 4 < !5 где R — сопротивление термопреобраФо о зователя 5 при 0 С. В общем случае зависимость сопротивления Ry от температуры выражается зависимостью В,=Б, ь Б, (8) где gR — прйращение сопротивления .термопреобразователя 5 при изменении измеряемой темо, пературы среды от 0 С. Подставив выражение (8) в (7) и учитывая соотношение (6) запишем Б4(R+ - R+) R4. (9) На схему линеаризации поступит коли1 честно импульсон N N t,, f 1В, f т " (1О) 3 2 Данные импульсы проходят функциональное. преобразование в схеме 19 линеариэации и поступают на цифровое отсчетное устройство 21. Схема 19 линеаризации моделирует 4О функцию преобразования термопреобразователя 5 и на цифровом отсчетном устройстве получают показание, равное значению измеряемой температуры. Как видно из выражения (6) результат иэ- 45 мерения не зависит от эквивалентного напряжения смещения операционных усилителей 6 и 9 и от значения U „ и Ua. Форм у ла и з о б р е т е, н и Я 5б Цифровой измеритель температуры, содержащий термопреобразователь сопротивления, переключатель, первый образцовый реэистор, первый операционный -усилитель, неиннертирующий вход которого соединен с общим про" нодом измерителя, иннентирующий вход соединен с точкой соединения перных выводов второго образцового резистора и.термопреобразователя сопротивления, а выход через третий образцовый резистор подключен к ипвентирующему входу второго операционного усилителя, соединенного через четвертый образцовый резистор с его выходом, неинвентирующий вход которого соедйнен с общей шиной измерителя, интегратор, вход которого через коммутатор соединен с выходами источника напряжения смещения и второго операционного усилителя, а выход через нуль-орган подключен к блоку управления, выходы которого соединены с управляющими входами переключателя, коммутатора, блока определения по лярности, первого и второго селекторов, схемы линеаризации и цифрового отсчетного устройства, генератор, выход которого соединен с входами селекторов, выходы которых соответственно подключены к входу схемы линеаризации, соединенной с цифровым отсчетным устройством и входами реверсивного счетчика, выход которого подкгючен к блоку управления, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения измерителя, путем исключения сумматора и повышения экономичности измерителя за счет умень- шения числа энергопотребляющих элементов, в него введен источник опорного напряжения, первый вывод которого подключен к общему проводу измерителя и первому входу переключателя, а второй вывод соединен с входом коммутатора и вторым входом переклю:чателя, выход которого соединен с вторым выводом второго образцового резистора и через первый образцовый резистор подключен к инвентирующему входу второго .операционного усилителя, при этом второй вывод термопреобразователя сопротивления подключен к выходу первого операционного усилителя.
