Преобразователь температуры в цифровой код

 

Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения - повьппение точности измерения. На выходе усилителя 12 считывания формируется последовательность импульсов с периодом повторения t. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 3 импульсов, га ± п-1-и импульс этой последовательности проходит через элемент ИЛИ 5 и далее по цепи циркуляции и, поступая на вход счетчика 3, вызывает появление на n-1-M выходе дешифратора 14 запрещающего потенциала для элемента И 6, а на выходе инвертора 15 появляется разрешающий потенциал для элемента И 13. После этого очередной п-й импульс, появляющийся на выходе усилителя 12 считывания через время nt относительно старт-импульса, проходит только через элемент И вход триггера 2, устанавливая его в состояние, при котором элемент И 16 закрывается и прекращается поступление импульсов с генератора 17 счетных импульсов на вход счетчика 4. Цифровой код, зафиксированный в счетчике 4, зависит пропорционально от изменения измеряемой температуры относительно номинальной температуры и определяет измеряемую температуру . ил. § (Л ут /и О5 4 00 05 О) 4 J 8

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51 ) 4 0 01 K I l /24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4065435/24-10 (22) 05.05 ° 86 (46) 30.10.87. Бюл.Р 40 (71) Киевское отделение Украинского государственного проектного и проектно-конструкторского института "Тяжпромэлектропроект" (72) В.С.Шикалов, С.Г.Близнюк, Л.М.Шикалова и P.Ñ.Ãóòîðîâà (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 913074, кл. G 01 К 11/24, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 523308, кл. G 01 К ll/24, 1972. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В

ЦИФРОВОЙ КОД (57) Изобретение относится к температурным измерениям. Цель изобретения— повышение точности измерения. На выходе усилителя 12 считывания формируется последовательность импульсов с периодом повторения t. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 3 импульсов, „„SU„„1348667 А1 и-1-й импульс этой последовательности проходит через элемент ИЛИ 5 и далее по цепи циркуляции и, поступая на вход счетчика 3, вызывает появление на п-1-м выходе дешифратора 14 запрещающего потенциала для элемента

И 6, а на выходе инвертора 15 появляется разрешающий потенциал для элемента И 13. После этого очередной п-й импульс, появляющийся на выходе усилителя 12 считывания через время

nt относительно старт-импульса, проходит только через элемент И 13 на вход триггера 2, устанавливая его в состояние, при котором элемент И 16 закрывается и прекращается поступление импульсов с генератора 17 счетных импульсов на вход счетчика 4 °

Цифровой код, зафиксированный в счетчике 4, зависит пропорционально от изменения измеряемой температуры относительно номинальной температуры и определяет измеряемую температуру 1 ил

1 13486

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для измерения температуры в жидкостях или газах при помощи

5 ультразвука.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже приведена функциональная схема магнитострикционного преобразователя температуры в цифровой код.

Иагнитострикционный преобразователь температуры в цифровой код содержит генератор 1 импульсов цикла, триггер 2, первый 3 и второй 4 счетчики импульсов, элемент ИЛИ 5, первый элемент И 6, усилитель 7 записи, входной магнитострикционный преобразователь 8, расположенный на звукопроводе 9 из магнитострикционного материала, концы которого зажаты в глушителях 10,1 и 10.2, выходной магнитострикционный преобразователь 11, усилитель )2 считывания, второй эле- 25 мент И 13, дешифратор 14, инвертор

l5, третий элемент И 16, генератор 17 счетных импульсов и блок 18 индикации.

Устройство работает следующим образом. 30

Чувствительным элементом магнитострикционного преобразователя температуры в цифровой код является звукопровод 9, который помещают в среду, температуру которой необходимо измерить. Первый импульс (старт-импульс) с выхода генератора импульсов цикла

1, определяющий начало первого цикла измерения температуры, устанавливают в нулевое состояние счетчики 3 и 4 импульсов, а также триггер 2. После этого выход триггера 2 будет разрешающим для элемента И 16 и поэтому импульсы с выхода генератора 17 счетных импульсов проходят через открытый 45 элемент И 16 и поступают на счетный вход счетчика 4 импульсов. Кроме этого старт-импульс с выхода генератора

1 импульсов циклов проходит через элемент ИЛИ 5, через усилитель 7 записи и поступает на входной магнитострикционный преобразователь 8.

Под действием этого усиленного импульса в звукопроводе 9 в зоне прямого преобразования 8 вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает импульс механического напряжения.

Этот импульс распространяется по звукопроводу 9 со скоростью звука 1, 67 2 и поступает н зону обратного преобразования выходного магнитострикционного преобразователя ll где вследствие обратного эффекта магнитострикции преобразуется в электрический сигнал, который затем усиливается и формируется в импульс усилителем 12 считывания. Этот импульс задержинается по отношению к старт-импульсу при номинальной температуре на время

Э о Ч

Ь эо где 1 а — длина звукопровода между э входным 8 и выходным 11 магнитострикционным преобразователями;

Чэь — скорость звука.

Изменение окружающей температуры на дТ относительно номинальной вызынает дополнительное изменение времени задержки на величину

) о

ЭоЪ т эаЪ - э ьТ = ҄— Т„, где э — температурный коэффициент задержки звукопровода;

Т„ — измеряемая температура;

Т„ — номинальная температура.

Таким образом, на выходе усилителя 12 считывания появляется первый импульс, который задерживается по отношению к старт-импульсу с учетом изменения окружающей температуры на время — + t Ä;, I

Этот импульс поступает на первые входы элементов И 6 и 13. На второй вход элемента И 13 поступает запрещающий потенциал с выхода инвертора

15, на вход которого поступает потенциал с (n-1)-го выхода дешифратора

14, и поэтому на выходе элемента И

13 отсутствует импульс. В то же время на второй вход элемента И 6 поступает разрешающий потенциал с (n-1)-го вы хода дешифратора 14 и поэтому импульс, снимаемый с усилителя 12 считывания, проходит через элементы

И 6, ИЛИ 5, затем поступает на усилитель 7 записи и, совершив циркуляцию по указанной цепи, вновь появляется на выходе усилителя )2 считывания через время 2t относительно стартимпульса, являясь вторым в частотной последовательности. Этот второй импульс, вновь совершив циркуляцию по

40 или и 13 о

Б = — — — (1 +7(Т вЂ” Т )), V в н и где t — период повторения импульсов ч генератора 17.

Отсюда следует, что цифровой код

N, зафиксированный в счетчике 4 импульсов, зависит пропорционально от изменения аТ измеряемой температуры относительно номинальной температуры и, следовательно, однозначно определяет измеряемую температуру Т„ . Чем большими будут использоваться числа п, 1 и чем меньшим будет тем будет большим цифровой код N a следовательно, тем выше будет точность преобразования температуры в цифровой код. Показание счетчика 4

3 13486 указанной цепи, появляется на выходе усилителя 12 считывания через время 3t относительно старт-импульса и

ТеДа

Такчм образом, на выходе усилите5 ля 12 считывания формируется последовательность импульсов с периодом повторения, равным t Эти импульсы

"1 подсчитываются счетчиком 3 импульсон, 1О причем (п-1)-й импульс этой последовательности проходит через элемент

ИЛИ 5 и далее по цепи циркуляции и, кроме этого, поступая на вход счетчика 3, вызывает появление на (n-1)-м выходе дешифратора 14 запрещающего потенциала для элемента И 6, а на выходе инвертора 15 появляется разрешающий потенциал для элемента И 13.

После этого цепь циркуляции импульсов раэрынается и очередной и-й импульс (стоп-импульс), появляющийся на выходе усилителя 12 считывания через время nt „ относительно старт-импульса, проходит только через элемент 25

И 13 на вход триггера 2, устананливая его в состояние, при котором элемент

И 16 закрывается и прекращается прступление импульсов с генератора 17 счетных импульсов на вход счетчика 4, 3ц после чего первый цикл измерения температуры заканчинается. Счетчик 4 импульсов преобразует интервал времени между старт- и стоп-импульсами, равный nt v, в число импульсов зафик1

У 35 сированное в нем:

N = --- - = --(t + t g )

nt, n

q nd 3о .т

U (1 + МТ ) н

67

4 импульсов выдается на блок 18 индикации в единицах температуры.

С приходом следующего импульса с выхода генератора 1 импульсов циклов начинается следующий цикл измерения температуры и т.д. Для надежной работы устройства необходимо, чтобы

Т „ nt,, где Т, — период повторения импульсон с генератора 1.

Предлагаемый магнитострикционный преобразователь температуры в цифровой код характеризуется более высокой надежностью работы, так как он имеет более простую конструкцию. Кроме этого, точность измерения температуры н предлагаемом устройстве может быть значительно выше по сравнению с прототипом, в связи с тем, что в предлагаемом устройстве требуемая точность измерения температуры достигается путем задания соответствующих параметров устройства: и 1 Y u t

-3 P)

Форм улаизобретения

Преобразователь температуры в цифровой код, содержащий звукопровод, входной и выходной магнитострикционные преобразователи, усилитель считывания, вход которого подключен к выходному магнитострикционному преобразователю, а выход соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, генератор импульсов цикла, триггер и блок индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй и третий элементы И, инвертор, второй счетчик импульсов, дешифратор, генератор счетных импульсов,два глушителя, усилитель записи И, элемент ИЛИ, выход которогосоединен с входом усилителя записи,пер вый вход подключен к выходу генератора импульсов цикла, соединенному с входами обнуления первого и второго счетчиков импульсов и триггера, а второй вход соединен с выходом первого элемента И и счетным входом первого счетчика импульсов, выход через дешифратор подключен к второму входу первого элемента И, соединенному через инвертор с первым входом второго элемента

И, второй вход которого подключен к выходу усилителя считывания, а выход соединен со счетным входом триггера, выход которого подключен к первому

Составитель В.Куликов

Редактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор В.Гирняк

Заказ 5180/40

Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 1348667 е входу третьего элемента И, второй вход магнитострикционному преобразователю, которого соединен с выходом генерато- расположенному совместно с выходным ра счетных импульсов, а выход подклю- магнитострикционным преобразователем чен к счетному входу второго счетчика на звукопроводе из магнитострикционно5 импульсов, выход которого соединен с ro материала, концы которогб зажаты блоком индикации, при этом выход уси- в глушителях. лителя записи подключен к входному