Устройство для измерения давления и температуры

 

19 А1

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 G 01 11

Ф

l

\

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3758958/24-10 (22) 05.07.84 (46) 30.07.87. Бюл. 9 28 (72) П.Т.Харитонов и К.С.Зверев (53) 531.787(088 ° 8) (56) Новое цифровое устройство для измерения давления фирмы Garret-Corp.

U.Ñ. М 22 (334), 1975 °

Патент США М 4319487, кл. G 01 1. 7/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к технике измерения давления и температуры с помощью частотных датчиков. Цель изобретения — повышение точности измерения давления в условиях воздействия переменной температуры, Для этого датчик 1 температуры и датчик

2 давления выполнены дифференциальными, а двоичные счетчики 7, 8 — с начальной установкой кода. Информация из ячейки программируемого постоянного запоминающего устройства 11 считывается по сигналу формируемого схемой 9 выделения заднего фронта и заносится в регистр 17 (двоично-десятичный код температуры) и регистр

18 (двоичный код коррекции) ° - Затем с небольшой задержкой формируется сигнал в схеме 14 задержки для повторного запуска формирователя 3 интервала. Записанное в регистр 17 значение кода измеряемой температуры преобразуется в код индикатора 22 с помощью дешифратора 20. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1326919

Изобретение относится к технике измерения давления и температуры с помощью частотных датчиков.

Цель изобретения - повышение точности измерения давления в условиях воздействия переменной температуры.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема адаптивного формирователя интервалов счета; на фиг.3— временная диаграмма сигналов управления в устройстве.

Устройство содержит высокочастотные датчик. 1 температуры и датчик

2 давления, формирователи 3 и 4 интервала счета, схемы 5 и 6 выделения переднего фронта (СВПФ), двоичные счетчики 7 и 8 с начальной установкой кода, схемы 9 и 10 выделения заднего фронта (СВЗФ), программируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ) 11 и 12, схемы. 13-16 задержки импульсов, регистры 17-19, дешифраторы 20 и 21, цифровые индикаторы 22 и 23 и шины 24 для передачи кода коррекции с регистра 18 на формирователь

4. Практически устройство имеет два схожих по функционирования блока: блок измерения температуры (БТ на элементах 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 14,, 17, 18, 20 и 22 и блок измерения давления (БД) на элементах 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 16, 19, 21 и 23.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу С в БТ формируется интервал счета (сигнал U,) по переднему фронту которого сигналом С обеспечивается запись начального кода

N в счетчик 7 и разрешается по вхо-:

1 ду V„ счет импульсов частоты f,,подаваемых на счетный вход Т счетчика

7. Значение кода N„ выбирается таким образом, чтобы при минимальных значениях частот f„ и f к концу интервала П„ счетчик 7 зайолнился и обнулился. При других значениях f, и и к концу интервала U на выходах счетчи1 ка 7 будет сформирован код N„, однозначно зависящий от температуры:

У

К (1)

2 где К вЂ” число импульсов частоты f, 1 2 в интервале U

Значение К задается с помощью

1 формирователя 3 и должно соответствовать условию

Е2

К >- —- 1 д мин (2) с т Тми<

Этот код является адресом ячейки

ППЗУ 11, .в котором хранится соответствующее данному значению кода N

45 значение измеряемой температуры Т„.

Число ячеек N ППЗУ 11 должно быть не меньше емкости счетчика 7; (N > N -1

Я гм ис т мин

В данном случае достаточно N

=2048.

Разрядность ячеек ППЗУ 11 должна удовлетворять условию а

m > 41g --в " +1ОЯ N (3)

/ аТ и и маис где Т и л Т > — максимальное знаИ маис чение и требуемая где f — номинальное значение часто2.

:) ты, подаваемой на вход формирователя 3; йЙ, „„- минимальное изменение частоты f при изменении температуры Т на величину дТд

f -=F — термозависящая выходная чат(1 „) стота датчика 1;

F — известная функция связи ча (т„) стоты f„ и измеряемой температуры Т„.

При использовании RC-генераторного датчика температуры для формироваиия частоты f2 может быть использован, например, RC-генаратор на дифференциальном усилителе. Частота f2 используется при формировании интервала

К счета t с Е

Число разрядов счетчика 7 должно удовлетворять условию

25 п > log (N -N ). смаке «ин

При N Ä „,=2373 и N „ „ =380 достаточно n=ll.

Значение кода N,, записываемое в

ЗО счетчик 7, ДОлжнО быть

tl

N =2 -1 1

Ф

1 МИН

В данном случае N =2048-380=1668.

Код N „ задается путем подклюЗВ чения перемычками входов счетчика 7 к цепям питания (при поверке устройства). За счет выполнения . указанных вьппе соотношений на выходах счетчика 7 формируется код N

1326919 дискретность измерения температуры;

N — максимальное знау иткс чение кода коррекции, подаваемого по шинам 24 в фор" мирователь 4.

При Т„„,=99,9 С, аТа=0,1 С и

N„ „с=256 достаточно m=20, Таким образом, ППЗУ 11 должно иметь организацию К„ 20.

Число двоичных разрядов регистра

17 равно

> 1g Язв т ат (4) Число двоичных разрядов регистра

18 равно (5) n > log N axe

Число десятичных разрядов индикатора 22 равно

Т Matc п =1g — ——

u дт (6) +С +й +t

Ki р. З н. Н

Е (7) где t — время считывания информаМТ ции иэ ППЗУ 11;

t „ — время занесения информации в регистры 17 и 18; — время задержки схемы 14 задержки.

Формирователь 3 выполнен в виде двоичного счетчика с установкой в нулевое состояние сигналом С . С моИнформация из ячейки с адресом

N считывается ППЗУ по сигналу С>, формируемому СВЭФ 9, заносится в регистр 17 (двоично десятичный код температуры)и в регистр 18 (двоичный код коррекции N ) по сигналу С, за" . держанному относительно сигнала С2 на время выборки информации из ППЗУ

11. Затем с небольшой задержкой (2-а

5)-10 с относительно сигнала С формируется сигнал С в схеме 14 за4 держки для повторного запуска формирователя 3 интервала и цикл измерения температуры повторяется, Записанное в регистр 17 значение кода измеряемой температуры .Т„ преобразуется в код индикатора 22 с помощью дешифратора 20, а индикация измеренной температуры сохраняется до .конца следующего цикла измерения.

Цикл измерения температуры имеет длительность мента установки в нулевое состояние на выходe К, счетчика формируется высокий уровень сигнала U, на время

«Ki

5 t = --, rpe К вЂ” вес инверсного высч i хода К счетчика. В данном случае, при К =1024 используется старший разряд 11 разрядного счетчика 3.

Отличие БД от БТ вЂ” в формирователе 4 с внешним управлением и в число. вых значениях параметров.

Адативный формирователь 4 интервалов счета содержит двоичный счетчик 25 и цифровой компаратор 26. На счетный вход Т счетчика 25 подается частота Е с датчика 2, а на вход установки в нулевое состояние — сигнал С . Длительность формируемого интервала t (сигнал U ) равна ,М» (N+N ) (8)

Э л рде М вЂ” значение кода коррекции в к шинах 24;

N — постоянный код в старших

3 разрядах числа А; зависящая от дестабилизирующих факторов частота опорного сигнала датчика 2 (фиг. 1).

При достижении равенства кодов А и В сигнал U переходит в нулевое .состояние, блокируя счет счетчиком

25 и завершая формирование интерва35 ла с . Повторный запуск формирователя.обеспечивается по сигналу С

При изменении кода N, снимаемого < У с регистра 18,изменяется интервал в соответствии с формулой (8)..

Формула изобретения

1. Устройство для измерения давления и температуры, содержащее дат45 чик температуры, подключенный своим первым выходом к первому преобразователю сигнала в код, датчик давления, подключенный своим первым выходом к второму преобразователю сигна"

50 ла в код, и первое перепрограммируемое запоминающее устройство, о т;л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения давлений в условиях воздействия пе55 ременной температуры, в нем датчики давления и температуры выполнены дифференциальными, а первый и второй преобразователи сигнала в код— в виде первого и второго двоичных

5 132 счетчиков с начальной, установкой кода, и в устройство дополнительно введены второе перепрограммируемое запоминающее устройство, первый и второй формирователи интервалов счета, первая и вторая схемы выделения переднего фронта импульса, первая и вторая схемы выделения заднего фронта импульса, первая, вторая, третья., и четвертая схемы задержки импульса, первый, второй и третий регистры, первый и второй дешифраторы с индикаторами, при этом выходы первого и второго двоичных счетчиков соединены соответственно с входами первого и второго перепрограммируемых запоминающих устройств, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго регистров, соединенных своими выходами соответственно с первым и вторым дешифраторами, причем вторые выходы датчиков температуры и давления соединены с первыми входами соответственно первого и второго формирователей интервала счета, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго двоичных счетчиков, к входам соответственно первой и второй схем выделения переднего фронта импульса и к входам соответственно первой и второй схем выделения заднего фронта импульса, причем выходы первой и второй схем выделения

6919 6 переднего фронта импульса соединены соответственно с вторыми управляющими входами двоичных счетчиков, а выходы первой и второй схем выделения заднего фронта импульса соединены соответственно с управляющими входами первого и второго перепрограммируемых запоминающих устройств и первой и второй схем задержки импульса, выfO ходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого и второго регистров и с входами соответственно третьей и четвертой схем задержки импульса, выходы которых

15 соединены соответственно с вторыми входами первого и второго формирователей интервалов счета, причем выход первой схемы задержки импульса соединен с вторым входом третьего регистра, первый вход которого подключен к выходу первого перепрограммируемого запоминающего устройства, а выход— к третьему входу второго формирова теля интервалов счета, 25

2. устройство по п. l о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй формирователь интервалов счета выполнен в виде счетчика, на счетный

30 вход которого подключен второй выход датчика давления, а выход соединен с первым входом цифрового компаратора, к второму входу которого подключен выход третьего регистра.

)326919

02

Составитель А.Зосимов

Редактор А.Ревин Техред А.Кравчук Корректор Е.Рошко

Заказ 3272/36 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

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

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