Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения - повышение точности измерения и увеличение помехозащищенности. Положительным потенциалом инверсного выхода RS-триггера 4 открывается элемент И 7, и сигнал с выхода управляемого генератора 17 поступает на измерительный вход цифрового частотомера Ю. Последний измеряет частоту управляемого генератора 17 и выS (Л ю зЧЗ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 13286

5Н 4 G 01 K 7/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3954546/24-10 (22) 16.09.85 (46) 07.08,87, Бюл. № 29 (71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) Н.В.Кирианаки, Н.М.Щупляк, И,Н,Леськив, Е.И.Подобаный и О.Ю,Цепак (53) 536,53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1151737, кл. С 01 К 7/38, 1985.

Патент Франции ¹ 2288303, кл. G 01 К 7/38, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения — повышение точности измерения и увеличение помехозашищенности. Положительным потенциалом инверсного выхода RS-триггера 4 открывается элемент И 7, и сигнал с выхода управляемого генератора 17 поступает на измерительный вход цифрового частотомера 10, Последний измеряет частоту управляемого генератора 17 и вы13 дает сигнал Конец измерения, которым через элемент ИЛИ 14 по S-входу опрокидывается RS-триггер 4, а через элемент ИЛИ 15 по В-входам обнуляются счетчики 8 и 9 и через ключ 12

28690 разряжается конденсатор 13 памяти.

Показания цифрового частотомера 10 соответствует частоте феррорезонанса, значение которой определяет измеряемую температуру. 2 ил, Пусть в момент времени с, выдается сигнал "Старт" (фиг„ 2а), которым через второй элемент ИЛИ 15 обнуляются первый 8 и второй 9 счетчики импульсов, открывается второй ключ 12, разряжается конденсатор 13 памяти, а через первый элемент ИЛИ 14 устанавливается в единичное состояние

RS-триггер 4 (фиг. 2з) ° На выходе первого счетчика 8 формируется последовательность импульсов с частотой повтороения, задаваемой коэффициен-. том пересчета счетчика (фиг, 2в), 40

f с

I —

3 где f, — частота сигнала управляемого 4ч генератора (фиг, 2б).

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к уст. ройствам для измерения температуры, содержащим чувствительный элемент б из термомагнитного материала, Целью изобретения является повышение точности измерения и увеличение помехозащищенности.

На фИг. 1 представлена схема пред- 1п лагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Устройство для измерения температуры содержит чувствительный элемент

1 из ферромагнитного материала, выполненный в виде кольца с обмоткой, формирователь 2 импульсов, пороговое устройство 3, RS — триггер 4, первый

5, второй 6 и третий 7 элементы И, первый 8 и второй 9 счетчики импульсов, цифровой частотомер 10,.первый

1-1 и второй 12 ключи, конденсатор 13 памяти, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, генератор 16 тока, управляемый генератор 17 импульсов, резис тор 18 и конденсатор 19.

Устройство работает следующим образом, 1

Импульсом положительной полярности с выхода первого счетчика 8 через открытый первый элемент И 5 открывается первый ключ 11 и конденсатор памяти 13 заряжается постоянным током генератора 16, при этом напряжение на нем линейно возрастает (фиг.2г) и, тем самым, осуществляется развертка частоты управляемого генератора

17, Выходной сигнал последнего поступает »а вход в".-орого элемента И 6, вырабатывающего по команде первого счетчика 8 пачки импульсов, которые усиливаются и стабилизируются по амплитуде формирователем 2 и поступают

UB последовательный нелинейный феррорезонансный контур, состоящий из чувствительного элемента 1,. конденсатора 19 и резистора 18, Поскольку развертка частоты осуществляется в сторону ее умень п ния, то в начале поиска контур находится 13 нерезонаксном состоянии, характеризующемся малыми значениями токов и напряжений в элементах кочтура, т.е, (2) где Š— частота феррорезонанса.

В случае, когда

Е„ (3) контур скачкообразно переходит в феррорезонансный режим (фиг, 2д), характеризующийся большими значениями напряжений на конденсаторе 19, которые могут на порядок отличаться от напряжений в нерезонансной зоне и определяются параметрами элементов контура и амплитудой сигнала, поступающего с формирователя 2, Поиск частоты феррорезонанса осуществляет управляемый генератор 17 импульсов, в котором изменение входного напряжения на конденсаторе 13 от U„,... до U „ïýèâîäèò к изменению частоты генератора от

f, .„до f„,ö и всегда выполняется условие (2), 3 13

Напряжение на конденсаторе 13 памяти на время действия импульсов положительной полярности с выхода первого счетчика 8 через первый элемент И 5 на управляющий вход первого ключа 11 линейно возрастает, а на время действия импульсов отрицательной полярности запоминается (фиг.2г), Выходные импульсы первого счетчика

8 подсчитываются вторым счетчиком

9, коэффициентом пересчета которого задается количество ступенек запоминания напряжения на конденсаторе 13 памяти, при этом длительность линейного участка и длительность развертки диапазона управляемого генератора определяются следующими выражениями

1 1 с„ (4)

2f 6f где t — длительность линейного участка напряжения на конденсаторе 13 памяти, t„=t и (5) где t„ — максимальная длительность развертки диапазона управ— ляемого генератора, n — коэффициент пересчета второго счетчика 9.

В случае возникновения феррорезонанса в момент времени г срабатывает устройство 3 (фиг. 2е), пороговое напряжение которого выбирается в зависимости от уровня электромагнитных помех.и по R-входу обнуляется RSтриггер 4, Тем самым блокируются первый 5 и второй 6 элементы И. Так как первый ключ 11 закрывается и напряжение на конденсаторе 13 памяти не изменяется, то управляемый генератор 17 вырабатывает сигнал постоянной частоты, Положительным потенциалом инверсного выхода RS-триггера 4 открывается третий элемент И 7, и сигнал с выхода управляемого генератора 17 поступает на измерительный вход цифрового частотомера 10. Последний измеряет частоту управляемого генератора 17 и в конце интервала измерения t (фиг, 2ж) выдает сигнал "Конец измерения, которым через первый элемент

ИЛИ 14 по S-входу опрокидывается RSтриггер 4, а через второй элемент

ИЛИ 15 »»o R-входам обнуляются первый

8 и второй 9 счетчики и через второй ключ 1 2 разряжается конденсатор 13 памяти. При этом показания цифрового

28690 час.тотомера 10 соответствуют частоте феррорезонанса, значение которой однозначно определяет измеряемую тем5 пературу, т.е.

f = f, = (Т) (e) где Т вЂ” измеряемая температура, У вЂ” рациональная фукнция, Т;

f, — показания цифрового частотомера, Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее чувствительный элемент из ферромагнитного материала, вьн»олненный в виде кольца с обмоткой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 2р с целью пов!.п»»ения точности измерения и увеличения помехозащищенности, в него дополнительно введены фор»!»»рователь импульсов, пороговое устройство, RS-триггер, первь»!», второй и третий

25 элементы И, первый и второй счетчики импульсов, цифровой частотомер, первый и второй ключи, конденсатор памяти, первый и второй элементы ИЛИ, генератор тока, управляемый генера30 тор импульсов, резистор и конденсатор, после-,овательно соединенные с обмоткой ферромагнитного кольца и составляющие последовате:!»-!»ьп» нелинейный феррорезонансный контур, пер35 вым выводом обмотки подключенный к выходу формирователя, а вторым выводом, соединенным с конденсатором, к входу порогового устройства, выход которого соед»»нен с К-входом RS-триг4р Гера прямым э! »ходом соединенного с первыми входами первого и второго элементов И, инверсным выходом — с первым входом третьего элемента И, а

S-входом — с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ и входом "Старт", а второй вход— с выходом ци»1»рового частотомера и вторым входом второго элемента ИЛИ, при этом вход цифрового частотомера соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора, третьим входом второго элемента И и входом первого счетчика, выходом соединенного с вторыми входами первого и второго элементов И и входом второго счетчика, а выход последнего соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, 1328б90 б юг.2

Составитель Ю.Клецко

Техред Л.Сердюкова

Редактор О.Юрковецкая

Корректор А.Тяско

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 3475/44

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, va,Проектная, 4 выходом подключенного к обнуляющим

К-входам обоих счетчиков и управляющему входу второго ключа, причем вход управляемого генератора соединен с сигнальным входом конденсатора памяти, управляемым входом второго ключа и выходом первого ключа, первым входом соединенного с выходом генератора тока и вторым входом с выходом первого элемента И, а свободные выводы конденсатора памяти и резистора нелинейного феррорезонансного контура соединены с выходом второго ключа и подключены к общей "земляной шине.